Bài giảng Hóa học 10 Bài 8: Định luật tuần hoàn. Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học - Kết nối tri thức

Nhận biết

Bài 8.1 trang 21 SBT Hóa học 10: 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

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Nguyên tố X ở chu kì 3 ⇒ Có 3 lớp electron.

Nguyên tố X thuộc nhóm IIA ⇒ Lớp ngoài cùng có 2 electron.

⇒ 1s²2s²2p⁶3s²

Bài 8.2 trang 21 SBT Hóa học 10: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Nguyên tử chromium có cấu hình electron viết gọn là [Ar]3d⁵4s¹. Suy ra:

- Số electron = vị trí của ô nguyên tố = 24.

- Có 4 lớp electron ⇒ thuộc chu kì 4.

- Có tổng số electron lớp ngoài cùng và phân lớp sát ngoài cùng là 6 ⇒ thuộn nhóm VIB.

Bài 8.3 trang 21 SBT Hóa học 10: Cho cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố sau

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

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

A. Z, Y, X

B. X, Y, Z

C. Y, Z, X

D. Z, X, Y

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Dựa vào cấu hình electron ta biết được X, Y, Z đều thuộc chu kì 3, số đơn vị điện tích hạt nhân tăng dần từ X, Y, Z.

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

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

Z, Y, X.

Bài 8.4 trang 21 SBT Hóa học 10: 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

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Nguyên tử X nhận thêm 2 electron để trở thành ion X^2-

⇒ Cấu hình electron của nguyên tử X là: [Ne]3s²3p⁴

X có 6 electron hóa trị ⇒ là phi kim.

Bài 8.5 trang 21 SBT Hóa học 10: Cation R³⁺ có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 2p⁶. Công thức oxide ứng với hóa 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)

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Nguyên tử R nhường 3 electron để tạo thành cation R³⁺

⇒ Nguyên tử R có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 3s²3p¹

Cấu hình electron đầy đủ của R là: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

⇒ R thuộc ô số 13, chu kì 3, nhóm IIA trong bảng tuần hoàn.

⇒ Công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất là R₂O₃ có tính lưỡng tính và hydroxide tương ứng của R là R(OH)₃ có tính lưỡng tính.

Thông hiểu

Bài 8.6 trang 21 SBT Hóa học 10: Nguyên tử nguyên tố X có phân lớp electron ngoài cùng là 3p⁴. Công thức oxide ứng với hóa 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. XO₂, H₂XO₃, tính acid.

D. XO, X(OH)₂, tính base.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

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

⇒ Cấu hình electron đầy đủ của X là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

⇒ X thuộc nhóm VIA

⇒ Hóa trị cao nhất trong hợp chất oxide và hydroxide của X là 6.

⇒ Công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất của X là XO₃ (có tính acid) và hydroxide là

H₂XO₄ (có tính acid).

Bài 8.7 trang 22 SBT Hóa học 10: 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.

Lời giải:

Oxide của X tan trong nước tạo thành dung dịch làm hồng giấy quỳ tím ⇒ Oxide của X có tính acid ⇒ X là phi kim.

Oxide của Y phản ứng với nước tạo thành dung dịch làm xanh quỳ tím. ⇒ Oxide của Y có tính base ⇒ Y là kim loại.

Oxide của Z phản ứng được với cả acid lẫn base. ⇒ Oxide của Z có tính lưỡng tính.

Không có khái niệm kim loại lưỡng tính

⇒ Không có đáp án đúng.

Bài 8.8 trang 22 SBT Hóa học 10: 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?

Lời giải:

a) Nguyên tố X nằm ở chu kì 4 ⇒ Có 4 lớp electron.

Nguyên tố X thuộc nhóm VIIA của bảng tuần hoàn ⇒ Nguyên tử X có 7 electron lớp ngoài cùng.

⇒ Cấu hình electron nguyên tử của X là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

b) Nguyên tử X có 7 electron lớp ngoài cùng.

c) Nguyên tử X có 7 electron lớp ngoài cùng trong đó 2 electron thuộc phân lớp 4s và 5 electron thuộc phân lớp 4p.

d) Nguyên tử X dễ thu thêm 1 electron để đạt cấu hình octet. X là phi kim.

Bài 8.9 trang 22 SBT Hóa học 10: 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.

Lời giải:

a) Cấu hình electron và vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

₅X: 1s²2s²2p¹ ô số 5, nhóm IIIA, chu kì 2; nguyên tố p.

₁₁Y: 1s²2s²2p⁶3s¹ ô số 11, nhóm IA, chu kì 3; nguyên tố s.

₁₃Z: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ ô số 13, nhóm IIIA, chu kì 3; nguyên tố p.

₁₉T: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹; ô số 19, nhóm IA, chu kì 3; nguyên tố s.

b) Theo nhóm A: Y < T và X < Z; theo chu kì: Z < Y.

⇒ Thứ tự tăng dần tính kim loại: X < Z < Y < T.

Bài 8.10 trang 22 SBT Hóa học 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).

Lời giải:

a) Cấu hình electron và vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn:

₆A: 1s²2s²2p²; ô số 6, nhóm IVA, chu kì 2; nguyên tố p.

₉D: 1s²2s²2p⁵; ô số 9, nhóm VIIA, chu kì 2; nguyên tố p.

₁₄E. 1s²2s²2p⁶3s²3p²; ô số 14, nhóm IVA, chu kì 3; nguyên tố p.

₁₇G: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵; ô số 17, nhóm VIIA, chu kì 3; nguyên tố p.

b) Theo nhóm A: tính phi kim A > E và D > G.

Theo chu kì: Tính phi kim D > A và G > E.

Độ âm điện của G > A nên tính phi kim G > A.

⇒ Thứ tự giảm dần tính phi kim: D > G > A > E.

Bài 8.11 trang 22 SBT Hóa học 10: 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 của 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.

Lời giải:

a) Vị trí trong bảng tuần hoàn.

b) Kim loại mạnh nhất là Q, phi kim mạnh nhất là Z, nguyên tố kém hoạt động nhất là D.

- X, Q, D đều có 2 electron lớp ngoài cùng, nhưng D có cấu hình electron bão hòa là 1s² nên không nhường hay nhận electron, X và Q ở cùng nhóm IIA của bảng tuần hoàn, theo xu hướng biến đổi trong nhóm A từ trên xuống dưới tính kim loại tăng nên tính kim loại Q > X.

- Z ở nhóm VIIA, là phi kim duy nhất và cũng là phi kim mạnh nhất.

- D là khí hiếm nên kém hoạt động nhất.

Vận dụng

Bài 8.12 trang 23 SBT Hóa học 10: Một nguyên tử A có tổng số các hạt là 108. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang 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 hóa trị cao nhất, hydroxide tương ứng của A và nêu tính acid – base của chúng.

Lời giải:

Ta có: 2p + n = 108 và 2p – n =24

⇒ p = 33, A là ₃₃As (arsenic).

a) Cấu hình electron: [₁₈Ar]3d¹⁰4s²4p³

Vị trí của A trong bảng tuần hoàn: số thứ tự 33, nhóm VA, chu kì 4.

b) Công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất của A là acidic oxide A₂O₅; hydroxide H₃AO₄ là acid.

Bài 8.13 trang 23 SBT Hóa học 10: 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.

Lời giải:

M → M³⁺ + 3e

Y + 1e →Y-

a) Cấu hình electron của M là: [₁₈Ar]3d⁶4s².

Cấu hình e của Y là: [₁₈Ar]3d¹⁰4s²4p⁵

b) Vị trí của M trong bảng tuần hoàn: ô số 26, chu kì 4, nhóm VIIIB.

Vị trí của Y trong bảnh tuần hoàn: ô số 35, chu kì 4, nhóm VIIA.

Bài 8.14 trang 23 SBT Hóa học 10: 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 sứ, thủy tinh, vật liệu bán dẫn, vật liệu y tế, … Oxide ứng với hóa trị cao nhất của hai nguyên tố 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 hóa trị cao nhất của A, D và hydroxide tương ứng. So sánh tính acid – base giữa các oxide, hydroxide đó. Giải thích.

Lời giải:

a) Công thức hợp chất khí với hydrogen của A và D có dạng AH₄ và DH₄.

Ta có: $\frac{A}{4}=\frac{75}{25}$ ⇒ A = 12 ⇒A là ₆C (carbon)

Công thức hợp chất khí với hydrogen của A là CH₄.

Ta có: $\frac{D}{4}=\frac{87,5}{12,5}$⇒ D = 28. ⇒D là ₁₄Si (silicon)

Công thức hợp chất khí với hydrogen của D là SiH₄.

b) Oxide cao nhất: CO₂ và SiO₂ đều là acidic oxide.

Hydrogen tương ứng: H₂CO₃, H₂SiO₃ đều là acid và tính acid H₂CO₃ mạnh hơn H₂SiO₃.

₆C và ₁₄Si nằm cùng nhóm IVA của bảng tuần hoàn. Trong một nhóm A, theo chiều từ trên xuống dưới tính acid của hydroxide tương ứng giảm dần (theo xu hướng biến đổi tính phi kim)

Bài 8.15 trang 23 SBT Hóa học 10: 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, 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 khí (đo ở 25^oC 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.

Lời giải:

a) Số mol khí =$\frac{P.V}{R.T}$ = $\frac{1.0,7437}{0,082.(273+25)}$ ≈ 0,03 (mol).

M + 2HCl → MCl₂ + H₂↑

Số mol M = số mol khí = 0,03

⇒ M = $\frac{1,2}{0,03}$ = 40 (g/mol). M là Ca.

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

Cấu hình electron của M: [₁₈Ar]4^s2.

b) Tính kim loại: ₂₀Ca < ₁₉K (trong cùng chu kì, từ trái sang phải tính kim loại giảm).

Tính kim loại: ₂₀Ca > ₁₂Mg (trong cùng nhóm A, từ trên xuống dưới tính kim loại tăng).