Cấu tạo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Người ta đã tìm cách phân loại các nguyên tố hóa học khi đã biết một số nguyên tố đáng kể.

• Năm 1789, cách phân loại đầu tiên được A. Lavoisier (người Pháp) thực hiện: xếp 33 nguyên tố hóa học thành nhóm các chất khí, kim loại, phi kim và "đất". 
• Năm 1829, J. W. Dobereiner (người Đức) phân loại các nguyên tố thành các nhóm có tính chất hóa học giống nhau. Ví dụ: lithium, sodium và potassium là nhóm các kim loại mềm, dễ phản ứng.
• Năm 1866, J. Newlands (người Anh) đã xếp các nguyên tố hóa học theo chiều tăng khối lượng nguyên tử thành các octave (quãng tám), trong đó nguyên tử thứ 8 lặp lại tính chất của nguyên tố đầu tiên.
• Năm 1869, 2 nhà hóa học D. I. Mendeleev (người Nga) và J. L. Meyer (người Đức) đều sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng khối lượng nguyên tử vào các hàng và cột, bắt đầu mỗi hàng (bảng của Mendeleev) hoặc cột mới (bảng của Meyer) khi các tính chất của nguyên tố bắt đầu lặp lại.

Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev, ông đã thay đổi vị trí một số nguyên tố để tính chất của nguyên tố phù hợp với quy luật, đồng thời để trống một số chỗ cho các nguyên tố chưa biết.

Sau này các nguyên tố ở vị trí còn trống đó được tìm ra và tính chất của chúng đều phù hợp với dự đoán của Mendeleev.

Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev (1869)

Hiện nay, với những hiểu biết về cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hiện đại sắp xếp 118 nguyên tố theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.

Bảng tuần hoàn hóa học

1. Ô nguyên tố

Ô nguyên tố aluminium

Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào một ô trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, gọi là ô nguyên tố.

Số thứ tự của một ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố hóa học trong ô đó...

2. Chu kì

Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì.

Bảng tuần hoàn gồm 7 chu kì:

• Các chu kì 1, 2 và 3 là các chu kì nhỏ.
• Các chu kì 4, 5, 6 và 7 là các chu kì lớn.

Các nguyên tố thuộc chu kì 2 và chu kì 3

3. Nhóm

Nhóm là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau (trừ nhóm VIIIB), do đó có tính chất hoá học gần giống nhau và được xếp theo cột.

Số thứ tự của nhóm A bằng số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong nhóm.

Bảng tuần hoàn hiện nay có 18 cột, chia thành 4 nhóm A (IA đến VIIIA) và 8 nhóm B (IB đến VIIIB). Mỗi cột tương ứng với một nhóm, riêng nhóm VIIIB có 3 cột.

Electron hoá trị là những electron có khả năng tham gia hình thành liên kết hoá học. Chúng thường nằm ở lớp ngoài cùng hoặc ở cả phần lớp sát lớp ngoài cùng nếu phân lớp đó chưa bão hoà. Những nguyên tố có cùng số electron hoá trị thường có tính chất hoá học tương tự nhau.

Biểu diễn electron hóa trị của các nguyên tố nhóm A

4. Phân loại nguyên tố dựa theo cấu hình electron và tính chất hoá học

4.1. Theo cấu hình electron

• Khối các nguyên tố s gồm các nguyên tố thuộc nhóm IA và nhóm IIA, có cấu hình electron: [Khí hiếm] ns^1÷2
• Khối các nguyên tố p gồm các nguyên tố thuộc nhóm IIIA đến nhóm VIIIA (trừ nguyên tố He), có cấu hình electron: [Khí hiếm] ns²np^1÷6
• Khối các nguyên tố d gồm các nguyên tố thuộc nhóm B, có cấu hình electron: [Khí hiếm] (n-1)^1÷10ns^1÷2
• Khối các nguyên tố f gồm các nguyên tố xếp thành hai hàng ở cuối bảng tuần hoàn, có cấu hình electron: [Khí hiếm] (n-2)f^0÷14(n-1)d^0÷2ns² (trong đó n = 6 và n=7). Chúng gồm 14 nguyên tố họ Lanthanide (từ Ce đến Lu) và 14 nguyên tố họ Actinide (từ Th đến Lr).

Ví dụ:

Cách xác định loại nguyên tố theo cấu hình electron

4.2. Theo tính chất hóa học

• Các nhóm IA, IIA, IIIA gồm các nguyên tố s,p và là kim loại (trừ H và B).
• Các nhóm VA, VIA, VIIA: gồm các nguyên tố p, thường là phi kim.
• Nhóm VIIIA: gồm các nguyên tố khí hiếm.
• Các nhóm B: gồm các nguyên tố d và f là các kim loại chuyển tiếp.