Bài 8. Định luật tuần hoàn. Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học trang 21, 22, 23 SBT Hóa 10 Kết nối tri thức với cuộc sống

Nhận biết 8.1

Nguyên tố X ở chu kì 3, nhóm IIA của bảng tuần hoàn. Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố X là

A. 1s²2s²2p⁶.                                     

B. 1s²2s²2p⁶3s²3p¹.        

C. 1s²2s²2p⁶3s³.                                 

D. 1s²2s²2p⁶3s².

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Cách xác định nhóm của các nguyên tố nhóm B có cấu hình electron lớp ngoài cùng là (n-1)d^xns^y

+ TH1: 3 ≤ (x+y) ≤ 7 => Nguyên tố thuộc nhóm (x+y)B

+ TH2: 8 ≤ (x+y) ≤ 10 => Nguyên tố thuộc nhóm VIIIB

+ TH3: 11 ≤ (x+y) ≤ 12 => Nguyên tố thuộc nhóm (x+y-10)B

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tố X ở chu kì 3, nhóm IIA của bảng tuần hoàn

=> X có 3 lớp electron và có 2 electron ở lớp ngoài cùng

=> Đáp án: D

Nhận biết 8.2

Chromium được sử dụng nhiều trong luyện kim để chế tạo hợp kim chống ăn mòn và đánh bóng bề mặt. Nguyên tử chromium có cấu hình electron viết gọn là (Ar)3d⁵4s¹. Vị trí của chromium trong bảng tuần hoàn là

A. ô số 17, chu kì 4, nhóm IA.            B. ô số 24, chu kì 4, nhóm VIB.

C. ô số 24, chu kì 3, nhóm VB.           D. ô số 27, chu kì 4, nhóm IB.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Cách xác định nhóm của các nguyên tố nhóm B có cấu hình electron lớp ngoài cùng là (n-1)d^xns^y

+ TH1: 3 ≤ (x+y) ≤ 7 => Nguyên tố thuộc nhóm (x+y)B

+ TH2: 8 ≤ (x+y) ≤ 10 => Nguyên tố thuộc nhóm VIIIB

+ TH3: 11 ≤ (x+y) ≤ 12 => Nguyên tố thuộc nhóm (x+y-10)B

Lời giải chi tiết:

- Cấu hình electron nguyên tử chromium: (Ar) 3d⁵4s¹ hay 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹

=> Cr ở chu kì 4, nhóm VIB, ô số 24

=> Đáp án: B

Nhận biết 8.3

Cho cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố sau:

X (1s²2s²2p⁶3s¹); Y (1s²2s²2p⁶3s²) va Z (1s²2s²2p⁶3s²3p¹)

          Dãy các nguyên tố xếp theo chiều tăng dần tính kim loại tử trái sang phải là

A. Z, Y, X.           

B. X, Y, Z.           

C. Y, Z, X.           

D. Z, X, Y.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào các xu hướng biến đổi để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

- Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Nguyên tố X có Z = 11 => Cấu hình electron của X là: 1s²2s²2p⁶3s¹

=> X thuộc chu kì 3, nhóm IA

+ Nguyên tố Y có Z = 12 => Cấu hình electron của Y là: 1s²2s²2p⁶3s²

=> Y thuộc chu kì 3, nhóm IIA

+ Nguyên tố T có Z = 13 => Cấu hình electron của Z là: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

=> Z thuộc chu kì 3, nhóm IIIA

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính kim loại:

          Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính kim loại của các nguyên tố là:

Z < Y < X

=> Đáp án: A

Nhận biết 8.4

Anion X^2- có cấu hình electron (Ne)3s²3p⁶. Nguyên tố X có tính chất nào sau đây?

A Kim loại.                                       

B. Phi kim.           

C. Trơ của khí hiếm.                         

D Lưỡng tính

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Nguyên tử của các nguyên tố khi:

+ Nhường bao nhiêu electron sẽ trở thành cation dương bấy nhiêu

+ Nhận bao nhiêu electron sẽ trở thành anion âm bấy nhiêu

- Dự đoán tính kim loại/ phi kim dựa vào số electron lớp ngoài cùng của nguyên tố nhóm A (bao gồm các nguyên tố s và p)

+ Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử của nguyên tố kim loại (trừ H, B, He)

+ Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng thường là nguyên tử của các nguyên tố phi kim

+ Các nguyên tử có 4 electron ở lớp ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặc phi kim

+ Các nguyên tử có 8 electron ở lớp ngoài cùng là nguyên tử của nguyên tố khí hiếm (trừ He có 2 electron lớp ngoài cùng)

Lời giải chi tiết:

- Anion X^2- có cấu hình electron (Ne)3s²3p⁶

=> Cấu hình electron của nguyên tử X là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

=> X có 6 electron lớp ngoài cùng => X là phi kim

=> Đáp án: B

Nhận biết 8.5

Cation R³⁺ có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 2p⁶. Công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất, hydroxide tương ứng của R và tính acid - base của chúng là

A. R₂O₃, R(OH)₃ (đều lưỡng tính).     

B. RO₃ (acidic oxide), H₂RO₄ (acid).

C. RO₂ (acidic oxide), H₂RO₃ (acid).  

D. RO (basic oxide), R(OH)₂ (base).

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Nguyên tử của các nguyên tố khi:

+ Nhường bao nhiêu electron sẽ trở thành cation dương bấy nhiêu

+ Nhận bao nhiêu electron sẽ trở thành anion âm bấy nhiêu

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

Lời giải chi tiết:

- Cation R³⁺ có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 2p⁶

=> Cấu hình electron của nguyên tử R là: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

=> R thuộc nhóm IIIA

=> Công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất, hydroxide tương ứng của R là R₂O₃ và R(OH)₃ (đều lưỡng tính)

=> Đáp án: A

Thông hiểu 7.6

Nguyên tử nguyên tố X có phân lớp electron ngoài cùng là 3p⁴. Công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất của X, hydroxide tương ứng và tính acid - base của chúng là

A. X₂O₃, X(OH)₃, tính lưỡng tính.     

B. XO₃, H₂XO₄, tính acid.

C. XO, H₂XO₃, tính acid.                   

D. XO, X(OH)₂, tính base.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Nguyên tử của các nguyên tố khi:

+ Nhường bao nhiêu electron sẽ trở thành cation dương bấy nhiêu

+ Nhận bao nhiêu electron sẽ trở thành anion âm bấy nhiêu

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tử nguyên tố X có phân lớp electron ngoài cùng là 3p⁴

=> Cấu hình electron của nguyên tử X là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

=> X thuộc nhóm VIA

=> Công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất, hydroxide tương ứng của R là XO₃ và H₂XO₄ (đều mang tính acid)

=> Đáp án: B

Thông hiểu 8.7

X, Y và Z là các nguyên tố thuộc cùng chu kì của bảng tuần hoàn. Oxide của X tan trong nước tạo thành dung dịch làm hồng giấy quỳ tím. Oxide của Y phản ứng với nước tạo thành dung dịch làm xanh quỳ tím. Oxide của Z phản ứng được với cả acid lẫn base. Cách phân loại X, Y, Z nào sau đây là đúng?

A. X là kim loại, Y là chất lưỡng tính, Z là phi kim.

B. X là phi kim, Y là chất lưỡng tính, Z là kim loại.

C. X là kim loại, Z là chất lưỡng tính, Y là phi kim.

D. X là phi kim, Z là chất lưỡng tính, Y là kim loại.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Acid làm quỳ tím chuyển hồng

- Base làm quỳ tím chuyển xanh

- Chất lưỡng tính phản ứng được với cả acid và base

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: D

Thông hiểu 8.8

Nguyên tố X nằm ở chu kì 4, nhóm VIIA của bảng tuần hoàn.

a) Viết cấu hình electron nguyên tử của X.

b) Nguyên tử của X có bao nhiêu electron thuộc lớp ngoài cùng?

c) Electron lớp ngoài cùng thuộc những phân lớp nào?

d) X là kim loại hay phi kim?

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Dự đoán tính kim loại/ phi kim dựa vào số electron lớp ngoài cùng của nguyên tố nhóm A (bao gồm các nguyên tố s và p)

+ Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử của nguyên tố kim loại (trừ H, B, He)

+ Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng thường là nguyên tử của các nguyên tố phi kim

+ Các nguyên tử có 4 electron ở lớp ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặc phi kim

+ Các nguyên tử có 8 electron ở lớp ngoài cùng là nguyên tử của nguyên tố khí hiếm (trừ He có 2 electron lớp ngoài cùng)

Lời giải chi tiết:

Nguyên tố X nằm ở chu kì 4, nhóm VIIA của bảng tuần hoàn

a) => Cấu hình electron nguyên tử của X là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

b) => Nguyên tử của X có 7 electron thuộc lớp ngoài cùng

c) => Electron lớp ngoài cùng thuộc những phân lớp s và p

d) X có 7 electron lớp ngoài cùng => X là phi kim

Thông hiểu 8.9

Các nguyên tố X, Y, Z, T có số hiệu nguyên tử lần lượt là 5, 11, 13, 19.

a) Viết cấu hình electron của chúng và xác định vị trí mỗi nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

b) Xếp các nguyên tố trên theo thứ tự tính kim loại tăng dần. Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào các xu hướng biến đổi để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

- Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Nguyên tố X có Z = 5 => Cấu hình electron của X là: 1s²2s²2p¹

=>  X thuộc chu kì 2, nhóm IIIA

+ Nguyên tố Y có Z = 11 " Cấu hình electron của Y là: 1s²2s²2p⁶3s¹

=> Y thuộc chu kì 3, nhóm IA

+ Nguyên tố Z có Z = 13 => Cấu hình electron của Z là: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

=> Z thuộc chu kì 3, nhóm IIIA

+ Nguyên tố T có Z = 19 => Cấu hình electron của T là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

=> T thuộc chu kì 4, nhóm IA

b)

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim:

+ Trong cùng một nhóm IA, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính kim loại của các nguyên tố là: Y < T (1)

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính kim loại của các nguyên tố là: Z < Y (2)

+ Trong cùng một nhóm IIIA, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính kim loại của các nguyên tố là: X < Z (3)

=> Từ (1), (2) và (3) ta có dãy sắp xếp theo chiều tăng dần tính kim loại của các nguyên tố là: X < Z < Y < T

Thông hiểu 8.10

Các nguyên tố A, D, E, G có số hiệu nguyên tử lần lượt là 6, 9, 14, 17.

a) Viết cấu hình electron của chúng và xác định vị trí mỗi nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

b) Xếp các nguyên tố trên theo thứ tự tính phi kim giảm dần (biết độ âm điện của G lớn hơn A).

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào các xu hướng biến đổi để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

a) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Nguyên tố A có Z = 6 => Cấu hình electron của A là: 1s²2s²2p²

=> A thuộc chu kì 2, nhóm IVA

+ Nguyên tố D có Z = 9 => Cấu hình electron của D là: 1s²2s²2p⁵

=> D thuộc chu kì 2, nhóm VIIA

+ Nguyên tố E có Z = 14 => Cấu hình electron của E là: 1s²2s²2p⁶3s²3p²

=> E thuộc chu kì 3, nhóm IVA

+ Nguyên tố G có Z = 17 => Cấu hình electron của G là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

=> G thuộc chu kì 3, nhóm VIIA

b)

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim:

+ Trong cùng một nhóm IVA, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều giảm dần tính phi kim của các nguyên tố là: A > E (1)

+ Trong cùng một chu kì 2, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều giảm dần tính phi kim của các nguyên tố là: D > A (2)

+ Trong cùng một nhóm VIIA, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều giảm dần tính phi kim của các nguyên tố là: D > G (3)

+ Độ âm điện của G lớn hơn A => ta có chiều giảm dần tính phi kim của các nguyên tố là: G > A (4)

=> Từ (1), (2), (3) và (4) ta có dãy sắp xếp theo chiều giảm dần tính phi kim của các nguyên tố là: D > G > A > E

Thông hiểu 8.11

Cấu hình electron theo lớp của năm nguyên tố X, Q, Z, A, D như sau:

X: 2, 2;                  Q: 2, 8, 8, 2;                    Z: 2, 7;

A: 2, 8, 8, 7;                    D: 2.

a) Nêu vị trí mỗi nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

b) Xác định kim loại mạnh nhất, phi kim mạnh nhất, nguyên tố kém hoạt động nhất trong số chúng. Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào các xu hướng biến đổi để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

a) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

X: 2, 2;                  Q: 2, 8, 8, 2;                    Z: 2, 7;

A: 2, 8, 8, 7;                    D: 2.

+ Cấu hình electron của X là: 1s²2s²

=> X thuộc chu kì 2, nhóm IIA

+ Cấu hình electron của Q là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

=> Q thuộc chu kì 4, nhóm IIA

+ Cấu hình electron của Z là: 1s²2s²2p⁵

=> Z thuộc chu kì 2, nhóm VIIA

+ Cấu hình electron của A là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²

=> A thuộc chu kì 4, nhóm VIIB

+ Cấu hình electron của D là: 1s²

=> D thuộc chu kì 1, nhóm VIIIA (D là He)

b)

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim:

+ Trong cùng một nhóm IIA, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính kim loại của các nguyên tố là: X < Q (1)

+ Trong cùng một chu kì 2, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính kim loại của các nguyên tố là: Z < X (2)

+ Trong cùng một chu kì 4, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính kim loại của các nguyên tố là: D < Q (2)

=> Kim loại mạnh nhất là Q. Phi kim mạnh nhất là Z. Nguyên tố kém hoạt động nhất là D vì D là khí hiếm

Vận dụng 8.12

Một nguyên tử A có tổng số các hạt là 108. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mạng điện là 24 hạt.

a) Viết cấu hình electron của nguyên tử A. Xác định vị trí của A trong bảng tuần hoàn.

b) Viết công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất, hydroxide tương ứng của A và nêu tính acid - base của chúng.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa các hạt proton (p), neutron (n) và electron (e) trong nguyên tử:

+ Tổng số hạt trong nguyên tử = p + n + e

+ Trong nguyên tử trung hòa về điện có p = e

+ Số hạt không mang điện = n

+ Proton mang điện tích dương, electron mang điện tích âm

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

          Lời giải chi tiết:

a) - Gọi số hạt proton, electron và neutron trong nguyên tử A lần lượt là p, e, n

- Có tổng số các hạt trong nguyên tử A là 108 " 2p + n = 108 (1) (do p = e)

- Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mạng điện là 24 hạt " 2p - n = 24 (2)

=> Từ (1), (2) giải hệ hai phương trình hai ẩn ta có p = e = 33, n = 42

- Nguyên tử A có Z = 33

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p³

=> Cấu hình electron của nguyên tử là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³

=> Đây là nguyên tố arsenic (As) thuộc chu kì 4, nhóm VA, ô 33 trong bảng tuần hoàn

b) Công thức oxide, hydroxide ứng với hóa trị cao nhất của A lần lượt là As₂O₅ và H₃AsO₄ (đều có tính acid)

Vận dụng 8.13

Ion M³⁺ có phân lớp electron ngoài cùng là 3d⁵. Ion Y^- có cấu hình electron ngoài cùng là 4p⁶.

a) Xác định cấu hình electron của nguyên tử M và nguyên tử Y.

b) Xác định vị trí của M, Y trong bảng tuần hoàn. 

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Khi có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử

+ TH1: các lớp trước đó đã được lấp đầy electron

+ TH2: trước lớp ngoài cùng vẫn có lớp chưa được lấp đầy electron (do có phân lớp d hoặc phân lớp f). Áp dụng với nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài cùng từ 4s trở lên

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Cách xác định nhóm của các nguyên tố nhóm B có cấu hình electron lớp ngoài cùng là (n-1)d^xns^y

+ TH1: 3 ≤ (x+y) ≤ 7 => Nguyên tố thuộc nhóm (x+y)B

+ TH2: 8 ≤ (x+y) ≤ 10 => Nguyên tố thuộc nhóm VIIIB

+ TH3: 11 ≤ (x+y) ≤ 12 => Nguyên tố thuộc nhóm (x+y-10)B

Lời giải chi tiết:

a + b) - Ion M³⁺ có phân lớp electron ngoài cùng là 3d⁵

^­=> Nguyên tử M có cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

=> Đây là nguyên tố iron (Fe) thuộc chu kì 4, nhóm VIIIB, ô 26 trong bảng tuần hoàn

- Ion Y^- có cấu hình electron ngoài cùng là 4p⁶

=> Nguyên tử Y có cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

=> Đây là nguyên tố bromine (Br) thuộc chu kì 4, nhóm VIIA, ô 35 trong bảng tuần hoàn

Vận dụng 8.14

Nguyên tố A là thành phần thiết yếu cho mọi sự sống. D là nguyên tố rất quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp đồ gốm, men sử, thuỷ tinh, vật liệu bản dẫn, vật liệu y tế,... Oxide ứng với hoá trị cao nhất của hai nguyên tổ A và D đều có dạng RO₂. Hợp chất khí với hydrogen của A chứa 25% hydrogen về khối lượng, còn hợp chất khí với hydrogen của D chứa 87,5% D về khối lượng.

a) Viết công thức hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố A và D.

b) Viết công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất của A, D và hydroxide tương ứng. So sánh tính acid - base giữa các oxide, hydroxide đó. Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, tính acid của chúng tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng tăng dần, tính acid của chúng giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

Lời giải chi tiết:

a) Oxide ứng với hoá trị cao nhất của hai nguyên tổ A và D đều có dạng RO₂

=> A và D đều thuộc nhóm IVA

=> Công thức hợp chất khí với hydrogen của A và D là AH₄ và DH₄

- Ta có: \(\frac{{{M_A}}}{{1.4}} = \frac{{75}}{{25}}\) => M_A = 12 => A là Carbon

- Ta có: \(\frac{{{M_D}}}{{1.4}} = \frac{{87,5}}{{12,5}}\) => M_D = 28 => D là Silicon

=> Công thức hợp chất khí với hydrogen của C và Si là CH₄ và SiH₄

b) - Công thức oxide, hydroxide ứng với hóa trị cao nhất của C lần lượt là CO₂ và H₂CO₃

- Công thức oxide, hydroxide ứng với hóa trị cao nhất của Si lần lượt là SiO₂ và H₂SiO₃

- Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều giảm dần tính base và tăng dần tính acid của oxide và hydroxide của các nguyên tố là: SiO₂ < CO₂ và H₂SiO₃ < H₂CO₃

Vận dụng 8.15

Kim loại M thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn, là một thành phần dinh dưỡng quan trọng. Sự thiếu hụt rất nhỏ của nó đã ảnh hưởng tới sự hình thành và phát triển của xương và răng. Thừa M có thể dẫn đến sỏi thận. Cho 1,2 g M tác dụng hết với dung dịch HCl, thu được 0,7437 L khi (đo ở 25 °C và 1 bar).

a) Xác định M và cho biết vị trí của M trong bảng tuần hoàn.

b) So sánh tính kim loại của M với ₁₉K và ₁₂Mg. Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Công thức: \(n = \frac{{p.V}}{{R.T}}\)

- Xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

a) - Có \(n = \frac{{p.V}}{{R.T}} = \frac{{1.0,7437}}{{0,082.(273 + 25)}} \approx 0,03\)mol

- Xét phương trình phản ứng: M + 2HCl -> MCl2 + H2

=> M_M = \(\frac{{1,2}}{{0,03}} = 40\)g/mol => M là calcium (Ca)

- Vị trí trong bảng tuần hoàn: ô số 20, chu kì 4, nhóm IIA

b) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính kim loại - phi kim:

+ Trong cùng một chu kì 4, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều giảm dần tính kim loại của các nguyên tố là: Ca< K

+ Trong cùng một nhóm IIA, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều giảm dần tính kim loại của các nguyên tố là: Mg< Ca