Giải bài tập Hóa 10 Bài 8: Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hóa học

§8. Sự BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN CÀU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ CỦA CÁC NGUYÊN Tố HÓA HỌC
A. LÍ THUYẾT
Sự BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ CỦA CÁC NGUYÊN Tố
Bảng dưới đây cho biết câ'u hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tô’ nhóm A.
^\Nhóm
Chu
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
VIIIA
1
K
1s1
He
1s2
2
Li
2s1
Be
2s2
B
2s22p1
c
2s22p2
N
2s22p3
0
2sz2p4
F
2s22p5
Ne
2s22p6
3
Na
3s’
Mg
3s2
AI
3s23p'
Si
3s23p2
p
3s23p3
s
Ss^p4
Cl
3s23p5
Ar
3s23p6
4
K
4s’
Ca .
4s2
Ga
4s24p1
Ge
4s24p2
As
4s24p3
Se
As^p4
Br
4s24p5
Kr
4s24p6
5
Rb
5s1
Sr
5s2
In
5s25p'
Sn
5s25p2
Sb
5s25p3
Te
5s25p4
I
5s25p5
Xe
5s25p6
6
Cs
6s’
Ba
6s2
TI
6s26p1
Pb
6s26p2
Bi
6s26p3
Po
6s26p4
At
6s26p5
Rn
6s26ps
7
Fr
7s'
Ra
7s2
Dựa vào bảng ta thấy, số electron lớp ngoài cùng tăng từ 1 (nhóm IA) đến 8 (nhóm VIIIA). Điều này được lặp lại khi chuyền từ chu kì này sang chu kì khác, ta nói rằng: Chứng biến đổi một cách tuần hoàn.
Như thế, sự biên đổi tuần hoàn về câu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tủ các nguyên tô khi điện tích hạt nhân tăng dần chính là nguyên nhân của sự biên dổi tuần hoàn tính chắt của các nguyên tô.
CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ CỦA CÁC NGUYÊN Tố NHÓM A
Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A
Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm A có cùng số electron lớp ngoài cùng. Chính sự giống nhau về cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử là nguyên nhàn của sự giống nhau về tính chất hóa học của các nguyên tố trong cùng một nhóm A.
Số thứ tự của nhóm (IA, IIA,...) cho biết số electron ở lớp ngoài cùng và đồng thời cũng bằng đúng số electron hóa trị trong nguyên tử của các nguyên tô’ đó.
Các electron hóa trị của các nguyên tố thuộc hai nhóm A đầu là electron s, các nguyên tố đó là các nguyên tố s. Các electron hóa trị của các nguyên tô' thuộc 6 nhóm A tiếp theo là các electron s và p, các nguyên tố đó là các nguyên tô' p (trừ He).
Một sô' nhóm A tiêu biểu
Nhóm VIIIA là nhóm khí hiếm, gồm các nguyên tô' heli, neon, agon, kripton, xenon và rađon.
Nguyên tử của các nguyện tô' trong nhóm (trừ heli) đều có 8 electron ở lớp ngoài cùng (cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns"npb), Đó là cấu hình electron bền vững.
Nhóm IA là nhóm kim loại kiềm gồm các nguyên tô liti, natri, kali, rubiđi, xesi (ngoài ra còn có nguyên tố phóng xạ franxi).
Nguyên tứ cùa các nguyên tô' kim loại kiềm chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng (cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns1).
Các kim loại kiềm là những kim loại điển hình, thường có những phản ứng sau:
Tác dụng mạnh với oxi tạo thành oxit bazơ tan trong nước, ví dụ Li2O, Na2O,...
Tác dụng mạnh với nước ớ nhiệt độ thường tạo thành hiđro và hiđroxit kiềm mạnh, vi dụ NaOH, KOH,...
Tác dụng với các phi kim khác tạo thành muối, ví dụ NaCl, K2S,...
Nhóm VIIA là nhỏm halogen, gồm các nguyên tố: ílo, clo. brom, iot (ngoài ra còn có nguyên tô' phóng xạ atatin).
Nguyên từ của các nguyên tô' halogen có 7 electron ó' lớp ngoài cùng (câ'u hình electron ở lớp ngoài .cùng là ns'np'1).
ơ dạng đơn chất, các phân tứ halogen gồm hai nguyên tử: F2, Cl2, Br2,12. Đó là những phi kim điển hình, thường có những phản ứng sau:
— Tác dụng với kim loại cho các muối như: KBr, AlCl;,,...
Tác dụng với hiđro tạo thàíih những hợp chất khí HF, HC1. HBr, HI; trong dung dịch nước chúng là những axit.
Hiđroxit của các halogen là những axit, ví dụ: HC1O, HC1O;(.
B. BÀI TẬP
Các nguyên tô thuộc cùng một nhóm .4 có tinh chát hóa học. tương tự nhau, vi vó nguyên tứ cứa các nguyên tô nhóm A có:
Số electron như nhau.
Sô lớp electron như nhau.
c. Số electron thuộc lớp ngoài cùng như nhau.
D. Cùng số electron s ha.y p.
Chọn đáp án dùng.
Đáp sô': Đáp án c GBTHÓA HỌC 10 - 31
Sự biến thiên tịnli chất của các nguyên tố thuộc chu kì sau lại dược lặp lại như chu kì trước là do:
Sự lặp lại tinh chât kim loại của các nguyên tô ở chu ki sau so l ới chu kì trước.
Sự lặp lại tính chất phi kim của các nguyên tố ã chu kì sau so với chu kì trước.
c. Sự lặp lại câu hỉnh electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước (ờ ba chu ki đáu).
D. Sự lặp lại tinh chất hóa học của các nguyên tố ở chu kỉ sau so vái chu ki trước.
Chọn đáp án đúng.
Đáp sô': Đáp án c
Những nguyên tố thuộc nhóm A nào là các nguyên tố s. nguyên tố p? Số electron thuộc lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố s và p khác nhau như thể nào?
Giải
Những nguyên tô' thuộc nhóm IA, IIA là các nguyên tô' s.
Những nguyên tô' thuộc nhóm IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIIIA là các nguyên tố p (trừ He).
Số electron thuộc lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tô' s là 1 và 2. Sô electron thuộc lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tô' p là 3, 4, 5, 6, 7, 8.
Những nguyên tố nào dứng đáu các chu kì? Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố dó có đặc điếm chung gỉ?
Giải
Những nguyên tô' kim loại kiềm đứng đầu các chu kì. Câ'u hình electron của nguyên tử các nguyên tô kim loại kiềm có le lớp ngoài cùng.
Những nguyên tô nào đứng cuỏi các chu kì? Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố đó có dặc điểm chung gì?
Giải
Những nguyên tô' khí hiếm đứng cuối các chu kì.
Câ'u hình electron cùa nguyên tử các nguyên tô' khí hiếm cộ 8e ở lớp ngoài cùng (riêng He là 2e).
Một nguyên tố ở chu kỉ 3. nhóm VIA trong búng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Hỏi: ai Nguyên tử của nguyên tố đó có bao nhiêu electron ờ lớp electron ngoài cùng?
Các electron ngoài cùng nằm ớ lớp electron thừ mấy?
Viết cấu hình electron cùa nguyên tử nguycn tô trên.
Giải
Nguyên tô' ở chu kì 3 nhóm VIA nên suy ra nguyên tử của nguyên tô' này có 6e ở lớp ngoài cùng, là lớp thứ ba.
Cấu hình electron là: ls2 2s2 2pH 3s2 sp"1
Một sô nguyên tố có cấu hình electron cùa nguyên tử như sau:
lss2s22p4;	ls-2s-2p:l;
ls32s22pli3s23pl;	Is- 2s-2p63s-3p\
Hãy xác định số electron hóa trị ciia từng nguyên tư.
Hãy xác dinh vị tri cứa chúng tchu ki. nhóm) trong báng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
Giải
ls22s22p4:
ls22s22p3:
ls22s22pH3s23p':
ls22s22p63s23p5:
Sô electron hóa trị Clia từng nguyên tô: có 6 electron hóa trị. có 5 electron hóa trị. có 3 electron hóa trị. có 7 electron hóa trị.
Vị trí (chu kì, nhóm) của các nguyên tô:
Dựa vào câu hình electron của nguyên tử cho biết:
Số lớp electron suy ra số thứ tự của chu kì.
Các electron lớp ngoài cùng là electron s và electron p nên chúng đều là nguyên tô’ p, do vậy chúng thuộc nhóm A, vì thế số electron ngoài cùng cho biết sô’ thứ tự của nhóm.