Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
- I. Lý thuyết trọng tâm
- 1. Định luật tuần hoàn
- 2. Ý nghĩa của bảng tuần hoàn
- 3. Mối liên hệ giữa hóa trị và công thức hợp chất
- 4. Nguyên tố đặc biệt trong bảng tuần hoàn
- II. Phương pháp giải các dạng bài tập
- Dạng 1: Chuyển đổi giữa vị trí, cấu hình electron và tính chất
- Dạng 2: So sánh tính chất các nguyên tố dựa vào vị trí
- Dạng 3: Xác định nguyên tố từ dữ kiện gián tiếp
- Dạng 4: Hai nguyên tố liên tiếp trong bảng tuần hoàn
- Bảng tra nhanh: chọn cách làm theo dữ kiện đề bài
I. Lý thuyết trọng tâm
1. Định luật tuần hoàn
Nội dung: Tính chất của các nguyên tố và đơn chất, cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất tạo nên từ các nguyên tố đó, biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.
Những tính chất biến đổi tuần hoàn (lặp lại theo chu kì):
- Cấu hình electron lớp ngoài cùng (electron hóa trị)
- Bán kính nguyên tử
- Độ âm điện
- Tính kim loại, tính phi kim
- Tính acid–base của oxide và hydroxide
- Hóa trị cao nhất trong hợp chất với oxygen
Những đại lượng KHÔNG biến đổi tuần hoàn (chỉ tăng dần, không lặp lại):
- Khối lượng nguyên tử
- Tổng số electron trong nguyên tử
- Số hiệu nguyên tử $Z$
2. Ý nghĩa của bảng tuần hoàn
Bảng tuần hoàn cho phép ta chuyển đổi qua lại giữa ba yếu tố: vị trí, cấu hình electron và tính chất nguyên tố.
$$\text{Cấu hình electron} \longleftrightarrow \text{Vị trí trong bảng tuần hoàn} \longleftrightarrow \text{Tính chất của nguyên tố}$$
a) Từ vị trí → suy ra cấu hình electron và tính chất
Biết ô, chu kì, nhóm → suy ra:
- Số proton = số electron = số thứ tự ô = $Z$.
- Số lớp electron = số thứ tự chu kì.
- Số electron lớp ngoài cùng = số thứ tự nhóm A.
- Tính kim loại/phi kim (dựa vào electron ngoài cùng).
- Công thức oxide cao nhất, hydroxide tương ứng và tính acid–base.
Ví dụ 1 (SGK): Sulfur (S) ở ô số 16, nhóm VIA, chu kì 3.
→ S có 16 proton, 16 electron, 3 lớp electron, 6 electron ngoài cùng.
→ Cấu hình: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4$. S là phi kim.
→ Oxide cao nhất: $\text{SO}_3$ (acidic oxide). Hydroxide tương ứng: $\text{H}_2\text{SO}_4$ (acid mạnh).
b) Từ cấu hình electron → suy ra vị trí và tính chất
Biết cấu hình electron → suy ra:
- $Z$ = tổng số electron → số thứ tự ô.
- Số lớp electron → chu kì.
- Số electron ngoài cùng → nhóm A.
- Phân lớp cuối → loại nguyên tố (s, p, d, f).
Ví dụ 2 (SGK): Phosphorus (P) có cấu hình $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3$.
→ $Z = 15$ → ô 15; 3 lớp → chu kì 3; 5 electron ngoài cùng → nhóm VA.
→ P là phi kim. Oxide cao nhất: $\text{P}_2\text{O}_5$ (acidic oxide). Hydroxide: $\text{H}_3\text{PO}_4$ (acid trung bình).
c) So sánh tính chất dựa vào vị trí
Dựa vào định luật tuần hoàn, có thể so sánh tính chất một nguyên tố với các nguyên tố lân cận (cùng chu kì hoặc cùng nhóm).
Ví dụ (SGK): So sánh tính phi kim của P ($Z = 15$) với N ($Z = 7$) và S ($Z = 16$):
- P và N cùng nhóm VA: N ở trên → tính phi kim N > P.
- P và S cùng chu kì 3: S đứng sau → tính phi kim S > P.
→ Kết luận: N > S > P về tính phi kim.
3. Mối liên hệ giữa hóa trị và công thức hợp chất
Đối với nguyên tố nhóm A:
- Hóa trị cao nhất trong hợp chất oxide = số thứ tự nhóm.
- Hóa trị trong hợp chất khí với hydrogen (nhóm IVA–VIIA) = $8 -$ số thứ tự nhóm.
| Nhóm | IA | IIA | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hóa trị cao nhất (oxide) | I | II | III | IV | V | VI | VII |
| Oxide cao nhất | $\text{R}_2\text{O}$ | $\text{RO}$ | $\text{R}_2\text{O}_3$ | $\text{RO}_2$ | $\text{R}_2\text{O}_5$ | $\text{RO}_3$ | $\text{R}_2\text{O}_7$ |
| Hóa trị với H | – | – | – | IV | III | II | I |
| Hợp chất khí với H | – | – | – | $\text{RH}_4$ | $\text{RH}_3$ | $\text{H}_2\text{R}$ | $\text{HR}$ |
⚠️ Lưu ý: Chỉ nguyên tố từ nhóm IVA đến VIIA mới tạo hợp chất khí với hydrogen. Nguyên tố ở ô 17 (Cl, nhóm VIIA) có oxide cao nhất $\text{Cl}_2\text{O}_7$ (không phải $\text{Cl}_2\text{O}_5$) và hydroxide $\text{HClO}_4$ (acid mạnh), Cl tạo ion bền dạng $\text{Cl}^-$ (không phải $\text{Cl}^+$).
⚠️ Nguyên tố nhóm VA, chu kì 3 (P): P có 3 lớp electron (không phải 4), 5 electron hóa trị (2 electron s + 3 electron p), 4 electron s ($2s^2$ và $3s^2$). Oxide cao nhất là $\text{P}_2\text{O}_5$ (không phải $\text{PO}_2$).
4. Nguyên tố đặc biệt trong bảng tuần hoàn
- Kim loại mạnh nhất (tính kim loại lớn nhất): Cs ($Z = 55$), nhóm IA, cuối nhóm.
- Phi kim mạnh nhất (tính phi kim lớn nhất): F ($Z = 9$), nhóm VIIA, đầu nhóm.
- Độ âm điện lớn nhất: F ($Z = 9$, $\chi = 3{,}98$).
- Nhóm chứa các kim loại mạnh nhất: nhóm IA (kim loại kiềm).
- Nhóm chứa các phi kim mạnh nhất: nhóm VIIA (halogen).
II. Phương pháp giải các dạng bài tập
Phần này trình bày các dạng bài tập vận dụng và tính toán, bám sát phần lý thuyết ở trên.
Sơ đồ ba chiều chuyển đổi – trọng tâm của cả bài:
$$\text{Cấu hình electron} \longleftrightarrow \text{Vị trí trong bảng tuần hoàn} \longleftrightarrow \text{Tính chất nguyên tố}$$
Bảng liên hệ gốc phải thuộc:
| Đại lượng | Liên hệ |
|---|---|
| Số thứ tự ô | $= Z = $ số proton $= $ số electron |
| Số thứ tự chu kì | $= $ số lớp electron |
| Số thứ tự nhóm A | $= $ số electron lớp ngoài cùng |
| Hoá trị cao nhất với oxygen | $= $ số thứ tự nhóm A |
| Hoá trị với hydrogen (nhóm IVA đến VIIA) | $= 8 – $ số thứ tự nhóm A |
Dạng 1: Chuyển đổi giữa vị trí, cấu hình electron và tính chất
Phương pháp giải
Chiều thuận – từ vị trí suy ra cấu hình và tính chất:
- Bước 1: Số thứ tự ô cho biết $Z$, tức tổng số electron.
- Bước 2: Số thứ tự chu kì cho biết số lớp electron; số thứ tự nhóm A cho biết số electron lớp ngoài cùng.
- Bước 3: Viết cấu hình bằng cách điền đầy các lớp trong, rồi phân bố electron lớp ngoài cùng theo thứ tự s trước p sau.
- Bước 4: Suy ra tính chất theo bảng sau.
Chiều ngược – từ cấu hình suy ra vị trí:
- Bước 1: Cộng các số mũ để ra $Z$, đó là số thứ tự ô.
- Bước 2: Giá trị $n$ lớn nhất cho biết chu kì.
- Bước 3: Cộng electron của cả lớp ngoài cùng để ra số thứ tự nhóm A.
Bảng suy ra tính chất từ nhóm A:
| Nhóm A | Loại đơn chất | Oxide cao nhất | Hydroxide tương ứng |
|---|---|---|---|
| IA, IIA | Kim loại | Basic oxide | Base |
| IIIA (trường hợp Al) | Kim loại | Oxide lưỡng tính | Hydroxide lưỡng tính |
| IVA đến VIIA | Thường là phi kim | Acidic oxide | Acid |
| VIIIA | Khí hiếm | Không tạo oxide cao nhất | Không có |
Bài tập mẫu 1
Đề bài: Potassium là nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu cho thực vật và con người. Nguyên tử potassium có cấu hình electron lớp ngoài cùng là $4s^1$. Hãy nêu vị trí của potassium trong bảng tuần hoàn.
Lời giải
Bước 1. Xác định chu kì
Lớp ngoài cùng là lớp $4$ nên nguyên tử có $4$ lớp electron, potassium thuộc chu kì $4$.
Bước 2. Xác định nhóm
Lớp ngoài cùng có $1$ electron, nằm ở phân lớp $s$, nên potassium thuộc nhóm IA và là nguyên tố s.
Bước 3. Viết cấu hình đầy đủ và tìm $Z$
Các lớp bên trong đã điền đầy:
$$1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^1$$
$$Z = 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 1 = 19$$
Kết luận: Potassium ở ô số $19$, chu kì $4$, nhóm IA. Đây là kim loại điển hình, oxide cao nhất là $\text{K}_2\text{O}$ (basic oxide) và hydroxide tương ứng là $\text{KOH}$ (base mạnh).
Bài tập mẫu 2
Đề bài: Nguyên tố magnesium thuộc ô số $12$, chu kì $3$, nhóm IIA.
a) Viết cấu hình electron của magnesium.
b) Nêu tính chất cơ bản của đơn chất, của oxide cao nhất và hydroxide tương ứng.
Lời giải
Câu a. Ô số $12$ nên $Z = 12$, nguyên tử có $12$ electron:
$$1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2$$
Kiểm tra lại: cấu hình có $3$ lớp, đúng chu kì $3$; lớp ngoài cùng có $2$ electron, đúng nhóm IIA.
Câu b.
| Nội dung | Kết luận | Căn cứ |
|---|---|---|
| Đơn chất | Magnesium là kim loại | Có $2$ electron lớp ngoài cùng, dễ nhường electron |
| Oxide cao nhất | $\text{MgO}$, là basic oxide | Hoá trị cao nhất bằng số nhóm, tức là II |
| Hydroxide tương ứng | $\text{Mg}\left(\text{OH}\right)_2$, là base yếu | Nguyên tố nhóm IIA, đứng sau Na trong chu kì $3$ |
Dạng 2: So sánh tính chất các nguyên tố dựa vào vị trí
Phương pháp giải
Bước 1: Xác định vị trí (chu kì, nhóm) của từng nguyên tố.
Bước 2: Chỉ so sánh trực tiếp khi hai nguyên tố cùng chu kì hoặc cùng nhóm A, rồi áp dụng quy luật:
| Tính chất | Cùng chu kì, $Z$ tăng | Cùng nhóm A, $Z$ tăng |
|---|---|---|
| Bán kính nguyên tử | Giảm | Tăng |
| Độ âm điện | Tăng | Giảm |
| Tính kim loại | Giảm | Tăng |
| Tính phi kim | Tăng | Giảm |
Bước 3: Nếu hai nguyên tố khác cả chu kì lẫn nhóm, dùng một nguyên tố trung gian làm cầu nối.
Giới hạn của phương pháp – điểm rất quan trọng: Có những cặp nguyên tố không thể so sánh bằng quy luật tuần hoàn, kể cả khi bắc cầu. Ví dụ Na (chu kì $3$, nhóm IA) và Ca (chu kì $4$, nhóm IIA): lấy K làm cầu nối thì chỉ suy ra được K mạnh hơn Na và K mạnh hơn Ca, chứ không so được Na với Ca. Gặp trường hợp này, các em chỉ kết luận những cặp so sánh được, không tự suy ra thứ tự đầy đủ.
Bài tập mẫu 1
Đề bài: Cho nguyên tố magnesium ($Z = 12$). Hãy so sánh tính kim loại của magnesium với bốn nguyên tố lân cận là Na ($Z = 11$), Al ($Z = 13$), Be ($Z = 4$) và Ca ($Z = 20$).
Lời giải
Xác định vị trí:
| Nguyên tố | $Z$ | Chu kì | Nhóm |
|---|---|---|---|
| Be | $4$ | $2$ | IIA |
| Na | $11$ | $3$ | IA |
| Mg | $12$ | $3$ | IIA |
| Al | $13$ | $3$ | IIIA |
| Ca | $20$ | $4$ | IIA |
So sánh theo chu kì $3$ (Na, Mg, Al cùng hàng):
Trong một chu kì, $Z$ tăng thì tính kim loại giảm. Vì $Z_{\text{Na}} < Z_{\text{Mg}} < Z_{\text{Al}}$ nên:
$$\text{Na} > \text{Mg} > \text{Al}$$
So sánh theo nhóm IIA (Be, Mg, Ca cùng cột):
Trong một nhóm A, $Z$ tăng thì tính kim loại tăng. Vì Be ở trên Mg, Mg ở trên Ca nên:
$$\text{Be} < \text{Mg} < \text{Ca}$$
Kết luận: Tính kim loại của Mg mạnh hơn Al và Be, đồng thời yếu hơn Na và Ca.
Lưu ý: Không thể kết luận Na mạnh hơn hay yếu hơn Ca, vì hai nguyên tố này khác cả chu kì lẫn nhóm và không có cầu nối nào cho phép so sánh.
Bài tập mẫu 2
Đề bài: Methadone có công thức phân tử $\text{C}_{21}\text{H}_{27}\text{NO}$, được dùng để giảm đau. Hãy sắp xếp bán kính nguyên tử của ba nguyên tố C, N, O theo chiều giảm dần.
Lời giải
Xác định vị trí:
| Nguyên tố | $Z$ | Cấu hình electron | Chu kì | Nhóm |
|---|---|---|---|---|
| C | $6$ | $1s^2\,2s^2\,2p^2$ | $2$ | IVA |
| N | $7$ | $1s^2\,2s^2\,2p^3$ | $2$ | VA |
| O | $8$ | $1s^2\,2s^2\,2p^4$ | $2$ | VIA |
Áp dụng quy luật: Ba nguyên tố cùng thuộc chu kì $2$, $Z$ tăng dần theo thứ tự C, N, O. Trong một chu kì, $Z$ tăng thì bán kính giảm.
Kết luận: Chiều bán kính giảm dần là $r_{\text{C}} > r_{\text{N}} > r_{\text{O}}$.
Lưu ý: Trong phân tử còn có hydrogen, nhưng H thuộc chu kì $1$, không cùng chu kì cũng không cùng nhóm với C, N, O nên không so sánh được bằng quy luật tuần hoàn.
Dạng 3: Xác định nguyên tố từ dữ kiện gián tiếp
Phương pháp giải
Trường hợp 1 – Đề cho công thức hợp chất khí với hydrogen và phần trăm khối lượng trong oxide cao nhất.
- Bước 1: Từ công thức $\text{RH}_x$, suy ra hoá trị với hydrogen bằng $x$, rồi tìm nhóm:
$$\text{Số thứ tự nhóm A} = 8 – x$$
- Bước 2: Từ nhóm, viết công thức oxide cao nhất theo bảng gốc.
- Bước 3: Lập phương trình phần trăm khối lượng với ẩn là $M_{\text{R}}$, giải ra rồi tra bảng tuần hoàn.
| Hợp chất khí với H | $\text{RH}_4$ | $\text{RH}_3$ | $\text{H}_2\text{R}$ | $\text{HR}$ |
|---|---|---|---|---|
| Nhóm A | IVA | VA | VIA | VIIA |
| Oxide cao nhất | $\text{RO}_2$ | $\text{R}_2\text{O}_5$ | $\text{RO}_3$ | $\text{R}_2\text{O}_7$ |
Trường hợp 2 – Đề cho tổng số electron trên các phân lớp p.
- Bước 1: Nhớ rằng các phân lớp p xuất hiện lần lượt là $2p$, $3p$, $4p$, mỗi phân lớp chứa tối đa $6$ electron.
- Bước 2: Điền đầy $2p$ trước, phần dư chuyển sang $3p$. Lưu ý giữa $2p$ và $3p$ còn có $3s$, giữa $3p$ và $4p$ còn có $4s$.
- Bước 3: Viết cấu hình đầy đủ, cộng lại để ra $Z$.
Cách tách nhanh: nếu tổng electron phân lớp p là $t$ với $6 < t \leq 12$ thì chắc chắn $2p^6$ đã đầy, phần còn lại là $3p^{\left(t – 6\right)}$. Ví dụ $t = 7$ cho $3p^1$ (nhôm, $Z = 13$); $t = 11$ cho $3p^5$ (chlorine, $Z = 17$).
Bài tập mẫu 1
Đề bài: Một nguyên tố R tạo hợp chất khí với hydrogen có công thức $\text{RH}_3$, hợp chất này được dùng để trung hoà thành phần acid của dầu thô, bảo vệ thiết bị khỏi bị ăn mòn. Trong oxide cao nhất, R chiếm $25{,}93\%$ về khối lượng. Xác định tên nguyên tố R.
Lời giải
Bước 1. Xác định nhóm
Hợp chất khí là $\text{RH}_3$ nên hoá trị của R với hydrogen là III:
$$\text{Số thứ tự nhóm A} = 8 – 3 = 5$$
Vậy R thuộc nhóm VA.
Bước 2. Viết công thức oxide cao nhất
Nhóm VA nên hoá trị cao nhất với oxygen là V, oxide cao nhất có dạng $\text{R}_2\text{O}_5$.
Phân tử khối của oxide là $2M_{\text{R}} + 5 \times 16 = 2M_{\text{R}} + 80$.
Bước 3. Lập và giải phương trình phần trăm khối lượng
$$\frac{2M_{\text{R}}}{2M_{\text{R}} + 80} \times 100\% = 25{,}93\%$$
$$2M_{\text{R}} = 0{,}2593\left(2M_{\text{R}} + 80\right)$$
$$2M_{\text{R}} – 0{,}5186\,M_{\text{R}} = 20{,}744$$
$$1{,}4814\,M_{\text{R}} = 20{,}744 \Rightarrow M_{\text{R}} = 14$$
Kết luận: R là nitrogen. Hợp chất khí với hydrogen là $\text{NH}_3$, oxide cao nhất là $\text{N}_2\text{O}_5$.
Bài tập mẫu 2
Đề bài: Nguyên tố R có tổng số electron trên các phân lớp p bằng $11$. Xác định R, viết công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của R.
Lời giải
Bước 1. Tách tổng electron phân lớp p
Mỗi phân lớp p chứa tối đa $6$ electron. Vì $11 > 6$ nên phân lớp $2p$ phải điền đầy trước:
$$2p^6 \text{ và } 3p^{11 – 6} = 3p^5$$
Bước 2. Viết cấu hình đầy đủ
Chen thêm các phân lớp s theo đúng thứ tự năng lượng:
$$1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5$$
$$Z = 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17$$
Vậy R là chlorine.
Bước 3. Xác định vị trí và viết công thức hợp chất
Lớp ngoài cùng có $2 + 5 = 7$ electron nên R thuộc nhóm VIIA.
- Hoá trị cao nhất với oxygen là VII, oxide cao nhất là $\text{Cl}_2\text{O}_7$.
- Hoá trị với hydrogen là $8 – 7 = 1$, hợp chất khí với hydrogen là $\text{HCl}$.
Kết luận: R là chlorine; oxide cao nhất $\text{Cl}_2\text{O}_7$ và hợp chất khí với hydrogen $\text{HCl}$.
Dạng 4: Hai nguyên tố liên tiếp trong bảng tuần hoàn
Phương pháp giải
Trường hợp 1 – Hai nguyên tố liên tiếp trong cùng một chu kì.
Hai ô cạnh nhau nên số hiệu nguyên tử hơn kém nhau một đơn vị:
$$Z_{\text{Y}} = Z_{\text{X}} + 1$$
Trường hợp 2 – Hai nguyên tố cùng một nhóm A, ở hai chu kì liên tiếp.
Hiệu hai số hiệu nguyên tử bằng số nguyên tố của chu kì phía trên:
| Hai chu kì liên tiếp | Hiệu $Z_{\text{Y}} – Z_{\text{X}}$ |
|---|---|
| Chu kì $2$ và $3$ | $8$ |
| Chu kì $3$ và $4$ | $8$ |
| Chu kì $4$ và $5$ | $18$ |
Các bước chung:
- Bước 1: Đặt $Z_{\text{X}}$ làm ẩn, biểu diễn $Z_{\text{Y}}$ theo $Z_{\text{X}}$ dựa vào trường hợp tương ứng.
- Bước 2: Dùng dữ kiện đề bài (tổng số hiệu nguyên tử, tổng số hạt mang điện) để lập phương trình. Nhớ rằng số hạt mang điện của một nguyên tử bằng $2Z$.
- Bước 3: Giải phương trình, tra bảng tuần hoàn để gọi tên và xác định vị trí.
- Bước 4: Kiểm tra lại xem hai nguyên tố tìm được có đúng nằm cùng chu kì hoặc cùng nhóm như đề nói không.
Bài tập mẫu 1
Đề bài: X và Y là hai nguyên tố liên tiếp trong một chu kì, với $Z_{\text{X}} < Z_{\text{Y}}$ và tổng số điện tích hạt nhân của chúng bằng $33$.
a) Xác định X và Y.
b) Hãy cho biết các phát biểu sau đúng hay sai: (1) X và Y đều là phi kim; (2) X và Y thuộc chu kì $2$; (3) tính phi kim của X mạnh hơn Y; (4) X nằm ở ô số $17$.
Lời giải
Câu a. Hai nguyên tố liên tiếp trong một chu kì nên:
$$Z_{\text{Y}} = Z_{\text{X}} + 1$$
Tổng điện tích hạt nhân bằng $33$:
$$Z_{\text{X}} + \left(Z_{\text{X}} + 1\right) = 33$$
$$2Z_{\text{X}} = 32 \Rightarrow Z_{\text{X}} = 16 \Rightarrow Z_{\text{Y}} = 17$$
| Nguyên tố | $Z$ | Cấu hình electron | Chu kì | Nhóm | Tên |
|---|---|---|---|---|---|
| X | $16$ | $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4$ | $3$ | VIA | Sulfur |
| Y | $17$ | $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5$ | $3$ | VIIA | Chlorine |
Cả hai cùng thuộc chu kì $3$, đúng với dữ kiện đề bài.
Câu b.
| Phát biểu | Kết luận | Giải thích |
|---|---|---|
| (1) X và Y đều là phi kim | Đúng | X có $6$ và Y có $7$ electron lớp ngoài cùng, đều là phi kim |
| (2) X và Y thuộc chu kì $2$ | Sai | Cả hai đều có $3$ lớp electron nên thuộc chu kì $3$ |
| (3) Tính phi kim của X mạnh hơn Y | Sai | Cùng chu kì, $Z_{\text{Y}} > Z_{\text{X}}$ nên tính phi kim của Y mạnh hơn X |
| (4) X nằm ở ô số $17$ | Sai | X có $Z = 16$ nên nằm ở ô số $16$; ô $17$ là của Y |
Bài tập mẫu 2
Đề bài: X và Y là hai nguyên tố thuộc cùng một nhóm A, nằm ở hai chu kì liên tiếp (chu kì $2$ và chu kì $3$), với $Z_{\text{X}} < Z_{\text{Y}}$. Tổng số hiệu nguyên tử của chúng bằng $24$. Xác định X và Y.
Lời giải
Bước 1. Biểu diễn quan hệ giữa hai số hiệu
Hai nguyên tố cùng nhóm A, ở chu kì $2$ và chu kì $3$ liên tiếp, mà chu kì $2$ có $8$ nguyên tố nên:
$$Z_{\text{Y}} = Z_{\text{X}} + 8$$
Bước 2. Lập và giải phương trình
$$Z_{\text{X}} + \left(Z_{\text{X}} + 8\right) = 24$$
$$2Z_{\text{X}} = 16 \Rightarrow Z_{\text{X}} = 8 \Rightarrow Z_{\text{Y}} = 16$$
Bước 3. Xác định vị trí
| Nguyên tố | $Z$ | Cấu hình electron | Chu kì | Nhóm | Tên |
|---|---|---|---|---|---|
| X | $8$ | $1s^2\,2s^2\,2p^4$ | $2$ | VIA | Oxygen |
| Y | $16$ | $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4$ | $3$ | VIA | Sulfur |
Bước 4. Kiểm tra lại
Cả hai đều có $6$ electron lớp ngoài cùng nên cùng thuộc nhóm VIA, và nằm ở hai chu kì liên tiếp $2$ và $3$. Kết quả phù hợp với đề bài.
Kết luận: X là oxygen, Y là sulfur. Vì cùng nhóm VIA và X ở chu kì trên nên tính phi kim của oxygen mạnh hơn sulfur.
Bảng tra nhanh: chọn cách làm theo dữ kiện đề bài
| Đề cho | Cần tìm | Cách làm | Dạng |
|---|---|---|---|
| Ô, chu kì, nhóm | Cấu hình electron, tính chất | Ô cho $Z$, chu kì cho số lớp, nhóm cho electron lớp ngoài | 1 |
| Cấu hình electron (kể cả chỉ lớp ngoài cùng) | Vị trí trong bảng tuần hoàn | Cộng số mũ ra $Z$; $n$ lớn nhất ra chu kì; electron lớp ngoài ra nhóm | 1 |
| Nhiều nguyên tố cùng chu kì hoặc cùng nhóm | So sánh bán kính, độ âm điện, tính kim loại, phi kim | So sánh $Z$ rồi tra bảng quy luật | 2 |
| Công thức $\text{RH}_x$ và $\%m$ trong oxide cao nhất | Tên nguyên tố | Nhóm bằng $8 – x$, lập phương trình $\%m$ tìm $M_{\text{R}}$ | 3 |
| Tổng electron trên các phân lớp p | Tên nguyên tố, công thức hợp chất | Điền đầy $2p^6$ trước, phần dư sang $3p$, rồi cộng ra $Z$ | 3 |
| Hai nguyên tố liên tiếp trong một chu kì | $Z$ của mỗi nguyên tố | Đặt $Z_{\text{Y}} = Z_{\text{X}} + 1$ rồi lập phương trình | 4 |
| Hai nguyên tố cùng nhóm, hai chu kì liên tiếp | $Z$ của mỗi nguyên tố | Đặt $Z_{\text{Y}} = Z_{\text{X}} + 8$ (hoặc $+18$) rồi lập phương trình | 4 |
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ