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.
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 chất | Xu hướng |
|---|---|
| Bán kính nguyên tử | Giảm |
| Năng lượng ion hóa | Tăng |
| Độ âm điện | Tăng |
| Tính kim loại | Giảm |
| Tính phi kim | Tăng |
Trong nhóm A (từ trên xuống dưới)
| Tính chất | Xu hướng |
|---|---|
| Bán kính nguyên tử | Tăng |
| Năng lượng ion hóa | Giảm |
| Độ âm điện | Giảm |
| Tính kim loại | Tăng |
| Tính phi kim | Giảm |
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
| Nhóm | Oxit | Hidroxit | Tính chất |
|---|---|---|---|
| IA, IIA | Na₂O, MgO | NaOH, Mg(OH)₂ | Bazơ |
| IIIA | Al₂O₃ | Al(OH)₃ | Lưỡng tính |
| IVA-VIIA | SiO₂, P₂O₅, SO₃ | H₂SiO₃, H₃PO₄, H₂SO₄ | Axit |
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:
- Viết cấu hình electron từ Z
- Xác định vị trí (chu kì, nhóm)
- Áp dụng quy luật biến đổi tuần hoàn
- 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:
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)
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:
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
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:
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 ngayCác bài học trong chương: Chương 2: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và định luật tuần hoàn
Bài 5. Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Bài 6. Xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử
Bài 7. Xu hướng biến đổi thành phần và tính chất của hợp chất
Bài 8. Định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn
Bài 9. Ôn tập chương 2 - Bảng tuần hoàn và định luật tuần hoàn