🟡 Trung bình 45 phút

Bài 7. Xu hướng biến đổi thành phần và tính chất của hợp chất

Tìm hiểu xu hướng biến đổi hóa trị, công thức và tính chất của oxit, hidrua trong chu kì.

Chương: Chương 2: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và định luật tuần hoàn

Lý thuyết Xu hướng biến đổi hợp chất trong chu kì

1. Hóa trị và số oxi hóa

Hóa trị cao nhất với oxi:

Bằng số thứ tự nhóm A (từ IA đến VIIA)
Công thức oxit cao nhất: R₂Oₙ (n = số thứ tự nhóm)

Hóa trị với hydro:

Từ nhóm IVA đến VIIA: Hóa trị = 8 - số thứ tự nhóm
Công thức hidrua: RHₘ (m = 8 - số thứ tự nhóm)

Ví dụ chu kì 3:

Nguyên tố	Nhóm	Oxit cao nhất	Hidrua
Na	IA	Na₂O	NaH
Mg	IIA	MgO	MgH₂
Al	IIIA	Al₂O₃	AlH₃
Si	IVA	SiO₂	SiH₄
P	VA	P₂O₅	PH₃
S	VIA	SO₃	H₂S
Cl	VIIA	Cl₂O₇	HCl

2. Tính chất của oxit và hidroxit

Xu hướng biến đổi trong chu kì (từ trái sang phải):

a) Oxit cao nhất

Tính bazơ giảm dần, tính axit tăng dần
Na₂O, MgO: Oxit bazơ
Al₂O₃: Oxit lưỡng tính
SiO₂, P₂O₅, SO₃, Cl₂O₇: Oxit axit

b) Hidroxit tương ứng

Tính bazơ giảm dần, tính axit tăng dần
NaOH, Mg(OH)₂: Bazơ
Al(OH)₃: Hidroxit lưỡng tính
H₂SiO₃, H₃PO₄, H₂SO₄, HClO₄: Axit

Quy luật:

Kim loại → Oxit bazơ → Bazơ
Phi kim → Oxit axit → Axit
Nguyên tố trung gian → Oxit lưỡng tính → Hidroxit lưỡng tính

3. Tính chất của hợp chất với hydro

Xu hướng biến đổi trong chu kì:

a) Tính bền của hidrua

Giảm dần từ trái sang phải (từ nhóm IVA đến VIIA)
CH₄ > NH₃ > H₂O > HF (bền)
SiH₄ > PH₃ > H₂S > HCl (kém bền hơn)

b) Tính axit - bazơ của dung dịch hidrua

Nhóm IVA: Trung tính (CH₄, SiH₄ không tan)
Nhóm VA: Bazơ yếu (NH₃ tan tạo dung dịch bazơ yếu)
Nhóm VIA: Axit yếu (H₂S tan tạo dung dịch axit yếu)
Nhóm VIIA: Axit mạnh (HCl, HBr, HI tan tạo dung dịch axit mạnh)

Xu hướng: Tính axit của dung dịch hidrua tăng dần từ trái sang phải

4. Ứng dụng thực tế

Dự đoán tính chất hợp chất:

Biết vị trí nguyên tố → Dự đoán công thức và tính chất hợp chất
Giúp nghiên cứu và tổng hợp hợp chất mới
Ứng dụng trong công nghiệp hóa học

Ví dụ:

NaOH: Bazơ mạnh, dùng trong công nghiệp xà phòng
H₂SO₄: Axit mạnh, dùng trong sản xuất phân bón
HCl: Axit mạnh, dùng trong công nghiệp và y học

Các dạng bài tập

Dạng 1: Dạng 1: Viết công thức oxit và hidrua

Phương pháp giải:

Phương pháp:

Xác định vị trí nguyên tố (chu kì, nhóm)
Oxit cao nhất: R₂Oₙ (n = số thứ tự nhóm A)
Hidrua: RHₘ (m = 8 - số thứ tự nhóm, từ nhóm IVA đến VIIA)

Ví dụ:

Ví dụ 1: Viết công thức oxit cao nhất và hidrua của: a) S (nhóm VIA); b) N (nhóm VA); c) Si (nhóm IVA)

a) S (nhóm VIA):

- Oxit cao nhất: SO₃ (hóa trị 6)

- Hidrua: H₂S (hóa trị 8-6=2)

b) N (nhóm VA):

- Oxit cao nhất: N₂O₅ (hóa trị 5)

- Hidrua: NH₃ (hóa trị 8-5=3)

c) Si (nhóm IVA):

- Oxit cao nhất: SiO₂ (hóa trị 4)

- Hidrua: SiH₄ (hóa trị 8-4=4)

Ví dụ 2: Nguyên tố X thuộc chu kì 3, nhóm VIIA. a) Viết công thức oxit cao nhất và hidroxit tương ứng. b) Viết công thức hidrua của X.

a) Oxit và hidroxit:

X thuộc nhóm VIIA → X là Cl

- Oxit cao nhất: Cl₂O₇

- Hidroxit: HClO₄ (axit pecloric)

b) Hidrua:

- Công thức: HCl (hóa trị 8-7=1)

Ví dụ 3: Cho các nguyên tố chu kì 3: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl. Viết công thức oxit cao nhất và xác định tính axit-bazơ.

Oxit và tính chất:

Na₂O: Oxit bazơ mạnh
MgO: Oxit bazơ
Al₂O₃: Oxit lưỡng tính
SiO₂: Oxit axit yếu
P₂O₅: Oxit axit
SO₃: Oxit axit mạnh
Cl₂O₇: Oxit axit rất mạnh

Xu hướng: Tính bazơ giảm, tính axit tăng từ trái sang phải

Dạng 2: Dạng 2: So sánh tính chất hợp chất

Phương pháp giải:

Phương pháp:

Xác định vị trí các nguyên tố trong chu kì
Áp dụng quy tắc: Tính bazơ giảm, tính axit tăng từ trái sang phải
So sánh độ mạnh axit/bazơ của hidroxit

Ví dụ:

Ví dụ 1: So sánh tính bazơ của: NaOH, Mg(OH)₂, Al(OH)₃

Các hidroxit thuộc chu kì 3, từ trái sang phải:

Na (IA) → Mg (IIA) → Al (IIIA)

Tính bazơ giảm dần:

NaOH > Mg(OH)₂ > Al(OH)₃

- NaOH: Bazơ mạnh

- Mg(OH)₂: Bazơ trung bình

- Al(OH)₃: Hidroxit lưỡng tính (tính bazơ rất yếu)

Ví dụ 2: So sánh tính axit của: H₂SiO₃, H₃PO₄, H₂SO₄, HClO₄

Các axit tương ứng với oxit cao nhất chu kì 3:

Si (IVA) → P (VA) → S (VIA) → Cl (VIIA)

Tính axit tăng dần:

H₂SiO₃ < H₃PO₄ < H₂SO₄ < HClO₄

- H₂SiO₃: Axit rất yếu

- H₃PO₄: Axit trung bình

- H₂SO₄: Axit mạnh

- HClO₄: Axit rất mạnh

Dạng 3: Dạng 3: Bài toán thực tế về hợp chất

Phương pháp giải:

Phương pháp:

Phân tích ứng dụng của hợp chất trong thực tế
Liên hệ tính chất với công thức và vị trí nguyên tố
Giải thích dựa trên xu hướng biến đổi

Ví dụ:

Ví dụ: Axit sunfuric (H₂SO₄) là một trong những hóa chất quan trọng nhất trong công nghiệp, được gọi là 'máu của công nghiệp'. a) Xác định vị trí của S trong bảng tuần hoàn. b) Giải thích tại sao H₂SO₄ là axit mạnh.

a) Vị trí của S:

S có Z = 16, cấu hình: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴

- Chu kì 3 (3 lớp electron)

- Nhóm VIA (6 electron lớp ngoài)

b) Giải thích:

H₂SO₄ là hidroxit tương ứng với oxit cao nhất SO₃ của lưu huỳnh.

Trong chu kì 3, S thuộc nhóm VIA, gần cuối chu kì, có tính phi kim mạnh.

Theo quy luật: Tính axit của hidroxit tăng dần từ trái sang phải trong chu kì.

Do đó H₂SO₄ là axit mạnh, có khả năng phân li hoàn toàn trong nước, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất phân bón, hóa chất, pin...