Cách xác định nhóm nguyên tố, vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn

1. Khái quát cấu tạo bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học

Trước khi đi vào chi tiết cấu tạo bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học, ta cùng tìm hiểu xem bảng tuần hoàn hóa học được sắp xếp dựa theo nguyên tắc nào?

Có 3 nguyên tắc chính để sắp xếp các nguyên tố:

• Nguyên tắc 1: Các nguyên tố hoá học được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân.

• Nguyên tắc 2: Các nguyên tố mà nguyên tử của nó có cùng số lớp electron được xếp thành 1 hàng (1 chu kì).

• Nguyên tắc 3: Các nguyên tố mà nguyên tử của nó có cùng số electron hóa trị được xếp thành 1 cột (1 nhóm).

Electron hóa trị: là những hạt electron có thể tham gia hình thành các liên kết hóa học (electron lớp ngoài cùng hoặc phân lớp gần ngoài cùng chưa bão hòa).

1.1. Ô nguyên tố

Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào một ô trong bảng gọi là ô nguyên tố.

Số thứ tự của ô nguyên tố bằng chính số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.

1.2. Chu kì

a) Định nghĩa

Chu kì là dãy gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có số lớp electron bằng nhau, được sắp xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần từ trái sang phải.

b) Giới thiệu các chu kì – nền tảng xây dựng cách xác định nhóm nguyên tố

Chu kì 1: gồm 2 nguyên tố kể từ H (Z=1) đến He (Z=2).

Chu kì 2: gồm 8 nguyên tố kể từ Li (Z=3) đến Ne (Z=10).

Chu kì 3: gồm 8 nguyên tố kể từ Na (Z=11) đến Ar (Z=18).

Chu kì 4: gồm 18 nguyên tố kể từ K (Z=19) đến Kr (Z=36).

Chu kì 5: gồm 18 nguyên tố kể từ Rb (Z=37) đến Xe (Z=54).

Chu kì 6: gồm 32 nguyên tố kể từ Cs (Z=55) đến Rn (Z=86).

Chu kì 7: Bắt đầu từ nguyên tố Fr (Z=87) đến nguyên tố có Z=110, đây là một chu kì chưa được hoàn thành.

c) Phân loại chu kì

Chu kì nhỏ: bao gồm các chu kì 1, 2 và 3.

Chu kì lớn: bao gồm các chu kì 4, 5, 6 và 7.

d) Nhận xét chung:

Các nguyên tố thuộc cùng 1 chu kì có số lớp electron bằng nhau và bằng chính số thứ tự của chu kì.

Mở đầu mỗi chu kì là kim loại kiềm, đến gần cuối chu kì là halogen (trừ chu kì 1) và cuối chu kì là khí hiếm.

2 hàng cuối của bảng tuần hoàn là 2 họ nguyên tố có cấu hình electron đặc biệt là Lantan và Actini.

• Họ Lantan: thuộc chu kì 6, gồm 14 nguyên tố đứng sau La (Z=57).

• Họ Actini: thuộc chu kì 7, gồm 14 nguyên tố sau Ac (Z=89).

1.3. Nhóm nguyên tố

a) Định nghĩa

Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố hoá học có đặc điểm nguyên tử của nó có cấu hình e tương tự nhau, vì vậy chúng có tính chất hóa học gần giống nhau và được sắp xếp chung 1 cột.

b) Phân loại

Bảng tuần hoàn chia thành 8 nhóm A và 8 nhóm B được đánh số lần lượt từ IA đến VIIIA và từ IB đến VIIIB. Mỗi nhóm là 1 cột, chỉ riêng nhóm VIIIB gồm 3 cột.

Nguyên tử các nguyên tố thuộc cùng một nhóm có số electron hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (ngoại trừ hai cột cuối của nhóm VIIIB).

1.4. Khối nguyên tố

Khối các nguyên tố s gồm các nguyên tố trong nhóm IA và IIA.

Khối các nguyên tố p gồm các nguyên tố trong nhóm IIIA đến nhóm VIIIA (trừ He).

→ Nhóm A chỉ gồm các nguyên tố s và p.

Khối các nguyên tố d bao gồm các nguyên tố hoá học thuộc nhóm B.

Khối các nguyên tố f gồm các nguyên tố xếp ở hai hàng cuối của bảng tuần hoàn.

→ Nhóm B bao gồm các nguyên tố d và f.

2. Cách xác định nhóm nguyên tố

2.1. Nhóm A

Nhóm A gồm 8 nhóm từ nhóm IA đến nhóm VIIIA.

Các nguyên tố nhóm A là nguyên tố s và nguyên tố p:

+ Nguyên tố s: Nhóm IA (nhóm kim loại kiềm, trừ Hidro) và nhóm IIA (nhóm kim loại kiềm thổ).

+ Nguyên tố p: từ nhóm IIIA đến VIIIA (ngoại trừ Heli).

STT nhóm = Số electron lớp ngoài cùng = Số electron hóa trị

+ Cấu hình e hóa trị tổng quát:

⟶ nsa npb (điều kiện:1 ≤ a ≤ 2; 0 ≤ b ≤ 6)

+ Số thứ tự của nhóm A = a + b

⟶ Nếu a + b ≤ 3 ⇒ Nguyên tố kim loại

⟶ Nếu 5 ≤ a + b ≤ 7 ⇒ Nguyên tố phi kim

⟶ Nếu a + b = 8 ⇒ Khí hiếm

Ví dụ:

⟶ Na (Z = 11): 1s2 2s2 2p6 3s1 ⇒ thuộc nhóm IA

⟶ O (Z=8):1s2 2s2 2p4 ⇒thuộc nhóm VIA

2.2. Nhóm B

Nhóm B gồm 8 nhóm được đánh số từ nhóm IIIB đến nhóm VIIIB, và nhóm IB đến nhóm IIB theo chiều từ trái sang phải trong bảng tuần hoàn.

Nhóm B bao gồm các nguyên tố của các chu kỳ lớn.

Nhóm B gồm các nguyên tố d và nguyên tố f (thuộc 2 hàng cuối trong bảng).

STT nhóm = Số e hóa trị = Số e lớp ngoài cùng (Ngoại trừ: Số e hóa trị = 9, 10 thuộc nhóm VIIIB)

+ Cấu hình e hóa trị của nguyên tố hoá học d:

⟶(n−1) da nsb (Điều kiện: b = 2; 1 ≤ a ≤ 10)

⟶ Nếu a + b < 8 thì STT nhóm = a + b

⟶ Nếu a + b = 8, 9, 10 thì STT nhóm = 8

⟶ Nếu a + b > 10 thì STT nhóm =(a + b) − 10

2.3. Ví dụ

Ví dụ 1: A và B là 2 nguyên tố nằm cùng một nhóm và thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số proton của 2 hạt nhân nguyên tử của A và B là 32. Hãy viết cấu hình electron của A, B và của các ion mà A và B có thể tạo thành.

Lời giải chi tiết:

Theo bài ra, tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử của A và B bằng 32 nên ZB+ ZA = 32.

Trường hợp 1: ZB- ZA = 8. Ta có ZA = 12; ZB = 20.

Cấu hình electron:

A : $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$ ( thuộc chu kỳ 3, nhóm IIA).

và B: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$ (chu kỳ 4, nhóm IIA).

Ion A2+: $1s^2 2s^2 2p^6$

và B2+: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$

Trường hợp 2: ZB- ZA = 18. Ta có ZA= 7; ZB= 25.

Cấu hình electron:

A : $1s^2 2s^2 2p^3$ (thuộc chu kỳ 2, nhóm VA).

và B: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5 4s^2$ (chu kỳ 4, nhóm VIIB).

Trường hợp này A, B không nằm cùng nhóm nên không thỏa mãn.

Ví dụ 2: Cho 8,8g một hỗn hợp 2 kim loại nằm ở 2 chu kì liên tiếp nhau và thuộc nhóm IIIA, tác dụng với HCl dư thì thu được 6,72 lít khí hidro (đktc). Dựa vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, hãy cho biết tên hai kim loại đó?

Lời giải chi tiết:

M là nguyên tử khối trung bình của 2 kim loại nhóm IIIA

Phương trình hóa học được biểu diễn: 2M + HCl → 2MCl2 + 3H2

nH2 = 6,72/22,4 = 0,3 (mol)

nM = 2/3 nH2 = 0,2 (mol)

Theo đề bài ra ta có: M.0,2 = 8,8 → M− = 44

Hai kim loại này thuộc hai chu kì liên tiếp gồm một kim loại có nguyên tử khối nhỏ hơn 44 và một kim loại có nguyên tử khối lớn hơn 44.

Dựa vào bảng tuần hoàn hóa học, hai kim loại được xác định là: Ga (M = 69,72 > 44) và Al (M = 27 < 44).

Ví dụ 3: Hòa tan 20,2g hỗn hợp 2 kim loại nằm ở 2 chu kì liên tiếp thuộc nhóm IA trong bảng tuần hoàn tác dụng với nước thu được dung dịch A và 6,72 L khí (đktc). Xác định tên và khối lượng của hai kim loại trong đề bài.

Lời giải chi tiết:

Gọi R là kí hiệu chung của hai kim loại thuộc nhóm IA và là nguyên tử khối trung bình của hai kim loại.

2 R + 2 H2O → 2 ROH + H2 ↑

0,6 0,3

nH2 = 6,72/22,4 = 0,3 (mol)

R = 20,2/0,6 = 33,67

Hai kim loại này thuộc hai chu kì liên tiếp do đó 1 kim loại phải có nguyên tử khối nhỏ hơn 33,67 và kim loại còn lại có nguyên tử khối lớn hơn 33,67.

Từ đó ta có: R1 = 23 (Na) < R = 33,67 < R2 = 39 (K)

Dựa vào bảng tuần hoàn hóa học, 2 kim loại được xác định là Na, K.

2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2 ↑

x x/2

2K + 2H2O → 2KOH + H2 ↑

y y/2

Ta có hệ phương trình:

x + y = 0.6

23x + 39y = 20.2

Giải hệ phương trình ta có: x = 0.2 mol và y = 0.4 mol.

Vậy khối lượng từng kim loại là:

mNa = 23.0,2 = 4,6 (gam)

mK = 39.0,4 = 15,6 (gam)

3. Bài tập thực hành cách xác định nhóm nguyên tố

Câu 1: Trong bảng tuần hoàn hóa học, các nguyên tố được sắp xếp theo nguyên tắc nào?

A. Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân của các nguyên tố.

B. Các nguyên tố có số lớp electron trong nguyên tử bằng nhau được sắp xếp thành 1 hàng.

C. Các nguyên tố có cùng số electron hoá trị trong nguyên tử được sắp xếp thành 1 cột.

D. Cả A, B, C

Câu 2: Chu kì là:

A. Dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được sắp xếp theo chiều tăng dần khối lượng nguyên tử.

B. Dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được sắp xếp theo chiều tăng dần số khối.

C. Dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử.

D. Dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được sắp xếp theo chiều tăng dần số nơtron.

Câu 3: Nhóm nguyên tố là:

A. Tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron giống nhau, được xếp vào cùng một cột.

B. Tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron gần giống nhau, do đó có tính chất hoá học tương tự nhau và được xếp thành một cột.

C. Tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hoá học gần giống nhau, được xếp thành một cột.

D. Tập hợp các nguyên tố thoả mãn nguyên tử có tính chất hoá học giống nhau và được xếp chung một cột.

Câu 4: Oxit cao nhất của một nguyên tố R chứa 38,8% nguyên tố đó, còn trong hợp chất khí với hidro chứa 2,74% hidro. Xác định nguyên tố R.

A. Cl B. Br C.Ba D. Al

Câu 5: Hợp chất của nguyên tố R với hiđro ở thể khí có dạng RH4. Oxit cao nhất của nguyên tố R có 53,3% khối lượng oxi. Số khối của nguyên tố R bằng bao nhiêu?

A. 12. B. 28. C. 32. D. 31.

Câu 6: Nguyên tử của nguyên tố nào dưới đây có xu hướng nhường 1 electron trong các phản ứng hóa học?

A. Na ở ô 11 thuộc bảng tuần hoàn.

B. Mg ở ô 12 thuộc bảng tuần hoàn.

C. Al ở ô 13 thuộc bảng tuần hoàn.

D. Si ở ô 14 thuộc bảng tuần hoàn.

Câu 7: Nguyên tố X có cấu hình electron là 1s2 2s2 2p3. Vậy vị trí X trong bảng tuần hoàn và công thức hợp chất với hiđro của X là :

A. Chu kì 2, nhóm VA, HXO3.

B. Chu kì 2, nhóm VA, XH4.

C. Chu kì 2, nhóm VA, XH3.

D. Chu kì 2, nhóm VA, XH2.

Câu 8: 2 nguyên tố X và Y nằm cùng 1 chu kì trong bảng tuần hoàn. Chúng có thể kết hợp với nhau tạo ion dạng XY3 2-, tổng số e trong ion này là 32. Kết luận nào dưới đây là sai?

A. Độ âm điện của X nhỏ hơn Y

B. X và Y là 2 nguyên tố phi kim

C. Công thức hóa học của hợp chất X với H là XH4

D. Y là phi kim mạnh nhất trong chu kì đó.

Câu 9: Cho các nguyên tố X, Y và Z với số hiệu nguyên tử lần lượt là 11, 29 và 37.

Phát biểu nào dưới đây đúng

A. Các nguyên tố này đều là kim loại thuộc nhóm IA

B. Các nguyên tố này không nằm cùng 1 chu kì

C. Thứ tự tính kim loại: X < Y < Z

D. Thứ tự tính bazơ: XOH < ZOH < YOH

Câu 10: Các nguyên tố X, Y, Z và T lần lượt ở các ô nguyên tố 8, 11, 13 và 19 trong bảng tuần hoàn. Nhận xét nào dưới đây là đúng?

A. Các nguyên tố trên đều cùng thuộc 1 chu kì

B. Thứ tự tính kim loại X < Y < Z < T

C. Công thức hidroxit của nguyên tố Z là Z(OH)3

D. X là phi kim mạnh nhất trong chu kì 2

Câu 11: Nguyên tử X có bán kính rất lớn. Phát biểu nào sau đây là đúng về X?

A. X có độ âm điện rất lớn và X là phi kim

B. X có độ âm điện rất nhỏ và X là phi kim

C. X có độ âm điện rất lớn và X là kim loại

D. X có độ âm điện rất nhỏ và X là kim loại

Câu 12: X và Y là 2 nguyên tố thuộc 2 chu kì kế tiếp nhau trong cùng 1 nhóm A của bảng tuần hoàn. Biết X có điện tích hạt nhân nhỏ Y. Tổng số proton trong hạt nhân của 2 nguyên tử là 32. Nguyên tố X và Y là?

A. Mg và Ca B. Na và K C. Cl và Br D, Mg và Al

Câu 13: Cho 6,08g hỗn hợp gồm 2 hidroxit của 2 kim loại kiềm (thuộc 2 chu kì kế tiếp nhau) tác dụng với 1 lượng HCl dư thu được 8,3g muối khan. Thành phần phần trăm khối lượng của hidroxit có phân tử khối nhỏ hơn là?

A. 73,68% B. 52,63% C. 36,84% D. 26,32%

Câu 14: Trong 1 chu kì tính từ trái sang phải, theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần thì:

A. Tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần

B. Tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần

C. Tính kim loại và tính phi kim đều tăng dần

D. Tính kim loại và tính phi kim đều giảm dần

Câu 15: Cho 2 nguyên tố X, Y thuộc cùng 1 nhóm và nằm 2 chu kì liên tiếp, tổng số điện tích hạt nhân của X và Y là 58. Biết Zx < ZY. X là:

a. Mn B. As C. Al D. Ca

Câu 16: Sắp xếp các nguyên tố sau theo chiều điện tích hạt nhân giảm dần: S, Te, O, Se

A. O – Se – Te – S. B. Te – Se – S -O

C. O – S – Se – Te. D. O – Se – S – Te.

Câu 17: Công thức của hợp chất khí của X với hidro là XH2. Vậy công thức oxit hóa trị cao nhất của X với oxi là:

A. X2O7 B. XO3 C. X2O3 D. XO

Câu 18: Dãy các nguyên tố nào dưới đây được xếp theo chiều tăng dần tính kim loại?

A. Li, Be, Na, K

B. Al, Mg, Na, Li

C. Mg, K, Rb, Cs

D. Mg, Na, Rb, Sr

Câu 19: Một nguyên tố R có cấu hình electron: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 , công thức hợp chất của R với hiđro và công thức oxit cao nhất là:

A. RH2, RO. B. RH2, RO3. C. RH2, RO2. D. RH5, R2O5.

Câu 20: X là nguyên tố p. Tổng số hạt trong nguyên tử X là 40. Vậy vị trí của X trong bảng tuần hoàn là

A. Ô 41, chu kỳ 5, nhóm IVB. B. Ô 14, chu kỳ 3, nhóm IIA.

C. Ô 13, chu kỳ 3, nhóm IIIA. D. Ô 15, chu kỳ 3, nhóm VA.

Đáp án tham khảo:

1. D

2. C

3. C

4. A

5. B

6. A

7. C

8. D

9. B

10. C

11. D

12. A

13. D

14. B

15. D

16. C

17. B

18. C

19. B

20. C

Cách xác định nhóm nguyên tố là một kiến thức hết sức quan trọng đối với Hoá học lớp 10 cũng như Hoá học THPT. Biết được tầm quan trọng của vị trí nguyên tố, VUIHOC đã viết bài viết này nhằm củng cố lý thuyết về ô nguyên tố, nhóm và chu kì và kèm bộ bài tập liên quan đến cách xác định vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Để học thêm được nhiều các kiến thức hay và thú vị về Hoá học 10 cũng như Hoá học THPT thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!