🟡 Trung bình 45 phút

Bài 9. Ôn tập chương 2 - Bảng tuần hoàn và định luật tuần hoàn

Tổng hợp và ôn tập kiến thức về bảng tuần hoàn, định luật tuần hoàn và xu hướng biến đổi tính chất.

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

Tổng hợp kiến thức Chương 2

1. Cấu tạo bảng tuần hoàn

Nguyên tắc sắp xếp

  • Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của số hiệu nguyên tử Z
  • Các nguyên tố có cùng số lớp electron → Cùng chu kì
  • Các nguyên tố có cấu hình electron lớp ngoài tương tự → Cùng nhóm

Chu kì

  • Bảng tuần hoàn có 7 chu kì
  • Số thứ tự chu kì = Số lớp electron
  • Chu kì 1, 2, 3: Chu kì nhỏ (2, 8, 8 nguyên tố)
  • Chu kì 4, 5, 6, 7: Chu kì lớn (18, 18, 32, 32 nguyên tố)

Nhóm

  • Bảng tuần hoàn có 18 nhóm (8 nhóm A, 10 nhóm B)
  • Nhóm A: Số thứ tự nhóm = Số electron lớp ngoài
  • Nhóm đặc biệt: IA (kim loại kiềm), IIA (kiềm thổ), VIIA (halogen), VIIIA (khí hiếm)

Phân loại nguyên tố

  • Khối s: Electron cuối vào s (nhóm IA, IIA)
  • Khối p: Electron cuối vào p (nhóm IIIA đến VIIIA)
  • Khối d: Electron cuối vào d (nhóm B)
  • Khối f: Electron cuối vào f (lantanit, actinit)

2. Xu hướng biến đổi tính chất nguyên tử

Trong chu kì (từ trái sang phải)

Tính chấtXu hướng
Bán kính nguyên tửGiảm
Năng lượng ion hóaTăng
Độ âm điệnTăng
Tính kim loạiGiảm
Tính phi kimTăng

Trong nhóm A (từ trên xuống dưới)

Tính chấtXu hướng
Bán kính nguyên tửTăng
Năng lượng ion hóaGiảm
Độ âm điệnGiảm
Tính kim loạiTăng
Tính phi kimGiảm

3. Xu hướng biến đổi hợp chất

Công thức hợp chất

  • Oxit cao nhất: R₂Oₙ (n = số thứ tự nhóm A)
  • Hidrua: RHₘ (m = 8 - số thứ tự nhóm, từ IVA đến VIIA)

Tính chất oxit và hidroxit trong chu kì

NhómOxitHidroxitTính chất
IA, IIANa₂O, MgONaOH, Mg(OH)₂Bazơ
IIIAAl₂O₃Al(OH)₃Lưỡng tính
IVA-VIIASiO₂, P₂O₅, SO₃H₂SiO₃, H₃PO₄, H₂SO₄Axit

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

Tính chất hidrua

  • Tính bền: Giảm từ trái sang phải (CH₄ > NH₃ > H₂O > HF)
  • Tính axit dung dịch: Tăng từ trái sang phải (NH₃: bazơ yếu → HCl: axit mạnh)

4. Định luật tuần hoàn

Tính chất của các nguyên tố và đơn chất cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của số hiệu nguyên tử.

Cơ sở

  • Sự lặp lại tuần hoàn của cấu hình electron lớp ngoài
  • Cấu hình electron quyết định tính chất hóa học

Ý nghĩa

  • Khoa học: Hệ thống hóa, dự đoán tính chất, phát hiện nguyên tố mới
  • Thực tiễn: Tìm kiếm nguyên liệu, tổng hợp vật liệu, ứng dụng công nghiệp

5. Sơ đồ tư duy tổng hợp

Mối quan hệ giữa các khái niệm:

  • Vị trí (chu kì, nhóm) ← Cấu hình electron ← Số hiệu nguyên tử Z
  • Vị trí → Dự đoán tính chất nguyên tử (bán kính, độ âm điện...)
  • Vị trí → Dự đoán công thức hợp chất (oxit, hidrua)
  • Vị trí → Dự đoán tính chất hợp chất (axit, bazơ)

Quy trình giải bài tập:

  1. Viết cấu hình electron từ Z
  2. Xác định vị trí (chu kì, nhóm)
  3. Áp dụng quy luật biến đổi tuần hoàn
  4. So sánh, dự đoán tính chất

Các dạng bài tập

Dạng 1: Dạng 1: Bài toán tổng hợp về vị trí và tính chất

Phương pháp giải:

Phương pháp:

  • Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn
  • Áp dụng quy luật biến đổi trong chu kì và nhóm
  • So sánh tính chất nguyên tử và hợp chất
  • Giải thích dựa trên cấu hình electron

Ví dụ:

Ví dụ 1: Cho 4 nguyên tố: X (Z=11), Y (Z=12), Z (Z=17), T (Z=19). a) Xác định vị trí của các nguyên tố. b) So sánh bán kính: X, Y, T. c) So sánh tính phi kim: Y, Z. d) Viết công thức oxit cao nhất và xác định tính axit-bazơ.

a) Vị trí:

X (Z=11): 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ → Chu kì 3, nhóm IA (Na)

Y (Z=12): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² → Chu kì 3, nhóm IIA (Mg)

Z (Z=17): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ → Chu kì 3, nhóm VIIA (Cl)

T (Z=19): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ → Chu kì 4, nhóm IA (K)

b) So sánh bán kính X, Y, T:

- Cùng chu kì 3: X > Y (bán kính giảm từ trái sang phải)

- Cùng nhóm IA: T > X (bán kính tăng từ trên xuống)

Kết luận: T > X > Y (K > Na > Mg)

c) So sánh tính phi kim Y, Z:

Cùng chu kì 3: Y (IIA) < Z (VIIA)

Tính phi kim tăng từ trái sang phải

Y < Z (Mg < Cl)

d) Oxit cao nhất và tính chất:

  • X: Na₂O (oxit bazơ mạnh)
  • Y: MgO (oxit bazơ)
  • Z: Cl₂O₇ (oxit axit rất mạnh)
  • T: K₂O (oxit bazơ rất mạnh)
Ví dụ 2: Nguyên tố M thuộc chu kì 3. Oxit cao nhất của M có công thức MO₃. a) Xác định M. b) Viết công thức hidrua và hidroxit tương ứng. c) So sánh tính axit của hidroxit M với H₃PO₄.

a) Xác định M:

Oxit cao nhất: MO₃ → M có hóa trị VI

M thuộc nhóm VIA

Chu kì 3, nhóm VIA → M là Lưu huỳnh (S, Z=16)

Cấu hình: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴

b) Công thức:

- Hidrua: H₂S (hóa trị 8-6=2)

- Hidroxit (axit): H₂SO₄

c) So sánh tính axit:

Cùng chu kì 3: P (VA) < S (VIA)

Tính axit tăng từ trái sang phải

H₃PO₄ < H₂SO₄

H₂SO₄ là axit mạnh, H₃PO₄ là axit trung bình

Dạng 2: Dạng 2: Bài toán về định luật tuần hoàn

Phương pháp giải:

Phương pháp:

  • Vận dụng định luật tuần hoàn
  • Phân tích sự biến đổi tuần hoàn của tính chất
  • Giải thích dựa trên cấu hình electron
  • Liên hệ với thực tế

Ví dụ:

Ví dụ 1: Giải thích tại sao trong chu kì 3, từ Na đến Cl: a) Bán kính nguyên tử giảm dần. b) Tính kim loại giảm, tính phi kim tăng. c) Tính bazơ của oxit giảm, tính axit tăng.

Giải thích:

a) Bán kính giảm:

- Từ Na (Z=11) đến Cl (Z=17): Số proton tăng từ 11 → 17

- Cùng 3 lớp electron, điện tích hạt nhân tăng

- Lực hút electron mạnh hơn → Bán kính giảm

b) Tính kim loại giảm, tính phi kim tăng:

- Bán kính giảm → Electron lớp ngoài bị hút chặt hơn

- Khó nhường electron hơn → Tính kim loại giảm

- Dễ nhận electron hơn → Tính phi kim tăng

c) Tính bazơ giảm, tính axit tăng:

- Kim loại → Oxit bazơ (Na₂O, MgO)

- Phi kim → Oxit axit (P₂O₅, SO₃, Cl₂O₇)

- Tính kim loại giảm → Tính bazơ giảm

- Tính phi kim tăng → Tính axit tăng

Kết luận: Đây là sự biến đổi tuần hoàn theo định luật tuần hoàn

Ví dụ 2: Trong nhóm IA (Li, Na, K, Rb, Cs), tính kim loại tăng dần. Giải thích hiện tượng này và cho biết ứng dụng thực tế.

Giải thích:

- Các nguyên tố nhóm IA đều có 1 electron lớp ngoài (ns¹)

- Từ Li đến Cs: Số lớp electron tăng (2 → 6)

- Bán kính nguyên tử tăng

- Electron lớp ngoài xa hạt nhân hơn, lực hút yếu hơn

- Dễ nhường electron hơn → Tính kim loại tăng

Ứng dụng thực tế:

1. Natri (Na):

- Sản xuất NaOH (xà phòng, giấy)

- Đèn chiếu sáng đường phố (ánh sáng vàng)

2. Kali (K):

- Phân bón (KCl, K₂SO₄)

- Dinh dưỡng cho cây trồng

3. Lưu ý:

- Li, Na, K phản ứng mạnh với nước

- Rb, Cs phản ứng rất mạnh, nguy hiểm

- Cần bảo quản trong dầu hỏa

Dạng 3: Dạng 3: Bài toán thực tế tổng hợp

Phương pháp giải:

Phương pháp:

  • Phân tích yêu cầu thực tế
  • Sử dụng kiến thức về bảng tuần hoàn
  • Dự đoán tính chất và ứng dụng
  • Giải thích dựa trên định luật tuần hoàn

Ví dụ:

Ví dụ: Trong công nghiệp sản xuất phân bón, người ta cần các nguyên tố dinh dưỡng chính là N, P, K. a) Xác định vị trí của N, P, K trong bảng tuần hoàn. b) Viết công thức một số phân bón chứa các nguyên tố này. c) Giải thích tại sao cây trồng cần các nguyên tố này.

a) Vị trí:

Nitơ (N, Z=7): 1s² 2s² 2p³ → Chu kì 2, nhóm VA

Photpho (P, Z=15): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³ → Chu kì 3, nhóm VA

Kali (K, Z=19): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ → Chu kì 4, nhóm IA

b) Công thức phân bón:

1. Phân đạm (N):

  • Urê: CO(NH₂)₂ (46% N)
  • Amoni nitrat: NH₄NO₃ (35% N)
  • Amoni sunfat: (NH₄)₂SO₄ (21% N)

2. Phân lân (P):

  • Supephotphat: Ca(H₂PO₄)₂
  • Amoni photphat: (NH₄)₃PO₄

3. Phân kali (K):

  • Kali clorua: KCl
  • Kali sunfat: K₂SO₄

4. Phân NPK: Chứa cả 3 nguyên tố

c) Vai trò đối với cây trồng:

Nitơ (N):

  • Thành phần của protein, axit nucleic
  • Kích thích sinh trưởng, lá xanh
  • Tăng năng suất

Photpho (P):

  • Thành phần của ATP, DNA, RNA
  • Giúp ra hoa, đậu quả
  • Phát triển rễ

Kali (K):

  • Điều hòa nước trong cây
  • Tăng sức đề kháng
  • Cải thiện chất lượng quả

Kết luận: Dựa vào vị trí trong bảng tuần hoàn, ta có thể dự đoán tính chất và ứng dụng của các nguyên tố, từ đó sản xuất phân bón phù hợp.

Bài tập (15)

Làm bài tập ngay

Các bài học trong chương: Chương 2: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và định luật tuần hoàn