BÀI 6. XU HƯỚNG BIẾN ĐỔI MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN TỬ CÁC NGUYÊN TỐ,THÀNH PHẦN VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA HỢP CHẤT TRONG MỘT CHU KÌ VÀ NHÓM

MỞ ĐẦU

Kim loại kiềm là các kim loại nhóm IA, bao gồm: lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), caesium (Cs), francium (Fr). Chúng phản ứng được với nước và giải phóng khí hydrogen. Vậy khả năng phản ứng với nước của các kim loại trên có giống nhau hay không? Dựa vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, chúng ta có thể giải thích được xu hướng biến đổi tính chất hóa học cơ bản của nguyên tử các nguyên tố không?

Đáp án chuẩn::

- Không giốnh nhau. 

- Có thể giải thích được.

1. BÁN KÍNH NGUYÊN TỬ

Thảo luận 1: Quan sát hình 6.1, cho biết bán kính nguyên tử của các nguyên tố trong mỗi chu kì và trong mỗi nhóm A biến đổi như thế nào?

Đáp án chuẩn::

- Trong mỗi chu kì, có xu hướng giảm dần từ trái sang phải.

- Trong mỗi nhóm, có xu hướng tăng dần từ trên xuống dưới.

Thảo luận 2: Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử của các nguyên tố trong mỗi chu kì và trong mỗi nhóm A do yếu tố nào gây ra?

Đáp án chuẩn::

Điện tích hạt nhân.

Luyện tập: Dựa vào xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, em hãy sắp xếp các nguyên tố sau đây theo chiều tăng dần bán kính nguyên tử: Li, N, O, Na, K.

Đáp án chuẩn::

O, N, Li, Na, K.

2. ĐỘ ÂM ĐIỆN

Thảo luận 3: Từ số liệu trong bảng 6.1, nhận xét sự biến đổi giá trị độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố trong một nhóm và trong một chu kì. Giải thích.

Đáp án chuẩn::

Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân thì:

- Trong một chu kì, có xu hướng tăng dần do lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng tăng.

- Trong một nhóm, có xu hướng giảm dần do bán kính nguyên tử tăng nhanh, lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm.

Thảo luận 4: Hãy cho biết vì sao trong bảng 6.1, giá trị độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố nhóm VIIIA còn để trống.

Đáp án chuẩn::

Do là khí trơ mà khí trơ không nhường hay nhận electron.

Luyện tập: Dựa vào xu hướng biến đổi độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, em hãy sắp xếp các nguyên tố sau đây theo chiều tăng dần độ âm điện của nguyên tử: Na, K, Mg, Al.

Đáp án chuẩn::

K, Na, Mg, Al.

3. TÍNH KIM LOẠI, TÍNH PHI KIM

Thảo luận 5: Giải thích sự hình thành ion Na⁺ và ion F^-.

Đáp án chuẩn::

- Na → Na⁺ + 1e

Na nhường 1 electron để trở thành Na⁺

- F + 1e → F^- 

F nhận 1 electron để trở thành F^-

Thảo luận 6: Khả năng nhường hoặc nhận electron hóa trị của nguyên tử các nguyên tố nhóm A thay đổi như thế nào khi:

a) đi từ đầu chu kì đến cuối chu kì?

b) đi từ đầu nhóm đến cuối nhóm?

Đáp án chuẩn::

a)  Khả năng nhường electron hóa trị giảm dần và nhận electron hóa trị tăng dần.

b) Khả năng nhường electron hóa trị tăng dần và nhận electron hóa trị giảm dần.

Luyện tập: Dựa vào xu hướng biến đổi tính kim loại- phi kim của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, hãy sắp xếp các nguyên tố sau đây theo chiều giảm dần tính kim loại: sodium, magnesium và potassium.

Đáp án chuẩn::

Potassium, sodium, magnesium.

4. TÍNH ACID – BASE CỦA OXIDE VÀ HYDROXIDE

Thảo luận 7: Từ các phản ứng của các oxide và hydroxide: Na₂0, NaOH, Al₂O3, Al(OH)₃, SO₂, H₂SO₄ với các  dung dịch HCL, KOH hãy nhận xét tính acid, base của các oxide và hydroxide trên.

Đáp án chuẩn::

- Na₂O: basic oxide

- Al₂O₃: oxide lưỡng tính

- SO₃: acidic oxide

- NaOH: base

- Al(OH)₃: hydroxide lưỡng tính

- H₂SO₄: acid

Thảo luận 8: Quan sát bảng 6.2, hãy liên hệ xu hướng biến đổi tính acid tính base của oxide và hydroxide tương ứng với tính kim loại, phi kim của các nguyên tố trong chu kì.

Đáp án chuẩn::

Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base oxide của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, tính acid chúng tăng dần.

Luyện tập: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid-base của oxide và hydroxide tương ứng của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, hãy sắp xếp các hợp chất sau đây theo chiều giảm dần tính acid của chúng H₂SiO₃, HClO₄, H₂SO₄, H₃PO₄.

Đáp án chuẩn::

HClO₄, H₂SO₄, H₃PO₄, H₂SiO₃.

Vận dụng: Aspartame là một chất làm ngọt nhân tạo, được sử dụng trong một số loại soda dành cho người ăn kiêng. Xác định vị trí của các nguyên tố tạo nên aspartame trong bảng tuần hoàn. Trong số các nguyên tố đó, nguyên tố nào có tính phi kim mạnh nhất?

Đáp án chuẩn::

- C: thuộc ô số 6, nhóm IVA, chu kì 2;

- H: thuộc ô số 1 nhóm IA, chu kì 1;

- N: thuộc ô số 7, nhóm VA, chu kì 2;

- O: thuộc ô số 8, nhóm VIA, chu kì 2;

O có tính phi kim mạnh nhất.

BÀI TẬP

Câu 1: Nguyên tử của nguyên tố nào sau đây có bán kính nhỏ nhất?

A. Si (Z=14) B. P (Z=15)

C. Ge (Z= 32) D. As (Z= 33)

Đáp án chuẩn::

B.

Câu 2: Bốn nguyên tố A, E, M, Q cùng thuộc một nhóm A trong bảng tuần hoàn, có số hiệu nguyên tủ lần lượt là 9, 17, 35,53. Các nguyên tố này được sắp xếp theo chiều tính phi kim tăng dần theo dãy nào sau đây?

A. A, Q, E, M B. Q, M, E, Q

C. A, E, M, Q D. A, M, E, Q

Đáp án chuẩn::

B.

Câu 3: Xét ba nguyên tố có cấu hình electron lần lượt là:

X. 1s²2s²2p⁶3s¹ Q: 1s²2s²2p⁶3s²  Z: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

Tính base tăng dần của các hydroxide là:

A. XOH < Q(OH)₂ < Z (OH)₃ B. Z(OH)₃ < XOH < Q (OH)₂

C. Z(OH)₃ < Q(OH)₂ < XOH D. XOH < Z(OH)₂< Q(OH)₂

Đáp án chuẩn::

C.

Câu 4: Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hãy cho biết các nguyên tố nào có tính phi kim mạnh nhất. Giải thích.

Đáp án chuẩn::

F vì theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân thì trong một chu kì tính phi kim tăng dần và trong một nhóm tính phi kim giảm dần. Mà F nằm ở cuối chu kì 2 và đầu nhóm VIIA.

Câu 5: Cho bảng số liệu sau:

Hãy vẽ đồ thị hoặc biểu đồ với hai đại lượng bán kính nguyên tử và độ âm điện trong bảng bằng số liệu trên. Quan sát và cho biết hai đại lượng này biến thiên như thế nào? Giải thích.

Đáp án chuẩn::

- Đồ thị:

- Nhận xét: trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân:

+ Bán kính nguyên tử tăng do số lớp electron tăng.

+ Độ âm điện giảm vì số lớp electron tăng dần từ trên xuống dưới nên lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm.