Đề kiểm tra 45 phút Hóa 10 Chương 2: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và định luật tuần hoàn

Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân nguyên tử tăng dần.

Nhóm nguyên tố gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành một cột.

 Công thức hydroxide ứng với hóa trị cao nhất của X là H₂XO₄, trong đó X chiếm 32,65% về khối lượng 

M_X = 32

Vậy X là sulfur (S).

Hiện tượng: Có khí thoát ra.

Phương trình hóa học:

Na₂CO₃ + 2HNO₃ → 2NaNO₃ + CO₂­ + H₂O.

Các oxide, hydroxide ứng với hóa trị cao nhất của các nguyên tố chu kì 3 có tính base hoặc acid hoặc lưỡng tính.

- Nguyên tố X có electron phân lớp ngoài cùng là np² Lớp electron ngoài cùng của X là ns²np² X thuộc nhóm IVA trong bảng tuần hoàn.

- Nguyên tố Y có electron phân lớp ngoài cùng là np³ Lớp electron ngoài cùng của Y là ns²sp³ Y thuộc nhóm VA trong bảng tuần hoàn.

Hợp chất khí với hydrogen của X là XH₄, oxide ứng với hoá trị cao nhất của Y là Y₂O₅.

Hợp chất tạo bởi X và Y có dạng là X₃Y₄.

3X + 4Y = 140                                                        (2)

Từ (1) và (2) X 28 và Y 29 là Si

 X là Si; Y là N Hợp chất A là Si₃N₄.

₃Li, ₈O, ₉F cùng thuộc chu kì 2. Trong một chu kì theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử, bán kính nguyên tử giảm dần.

⇒ Sắp xếp theo chiều tăng dần bán kính nguyên tử: ₉F < ₈O < ₃Li.

₃Li và ₁₁Na cùng thuộc nhóm IA. Trong một nhóm, theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử, bán kính nguyên tử tăng dần.

⇒ Sắp xếp theo chiều tăng dần bán kính nguyên tử: ₃Li < ₁₁Na

Ta có sự sắp xếp bán kính như sau: F < O < Li < Na.

Bảng tuần hoàn chứa 118 nguyên tố được sắp xếp theo các nguyên tắc sau:

- Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử.

- Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng.

- Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị trong nguyên tử được xếp thành một cột.

Nguyên tắc không đúng: Các nguyên tố có cùng số electron lớp ngoài cùng xếp thành một đường chéo.

- Xác định X⁺:

X⁺ có 10 electron Tổng proton trong 5 hạt nhân là 11 Số proton trung bình là:

X⁺ có 1 nguyên tử H. Gọi nguyên tử thứ hai trong X⁺ là R

• TH₁: RH₄⁺: Z_R + 4 = 11 ⇒ Z_R = 7 ⇒ R là N ⇒ X⁺ là NH₄⁺ (thoả mãn)
• TH₂: R₂H₃⁺: 2Z_R + 3 = 11 ⇒ Z_R = 4 (loại)
• TH₃: R₃H₂⁺: 3Z_R + 2 = 11 ⇒ Z_R = 3 (loại)

- Xác định Y^2-:

Y^2- có 32 electron ⇒ Tổng số proton trong 4 nguyên tử là 30 ⇒ Số proton trung bình là:

⇒ 2 nguyên tử trong Y^2- đều thuộc cùng chu kì 2.

Gọi 2 nguyên tử trong Y^2- là A, B. Mà hai nguyên tố trong Y^2- đứng cách nhau một ô trong bảng tuần hoàn ⇒ Z_B = ZA + 2

• TH₁: AB₃²⁻: Z_A + 3Z_B = 30 ⇒ Z_A = 6; Z_B =8 ⇒ CO₃^2- (thõa mãn)
• TH₂: A₂B₂²⁻: 2Z_A + 2Z_B = 30 ⇒ Z_A = 6,5; Z_B = 8,5 (loại)
• TH₃: A₃B₂⁻: 3Z_A + Z_B = 30 ⇒ ZA = 7; Z_B = 9  (loại)

Vậy A có công thức hoá học là (NH₄)₂CO₃.

Ta có:

Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, đồng thời tính acid của chúng tăng dần.

⇒ So sánh tính base: Na₂O > CaO > Al₂O₃ > SiO₂.

Oxide ứng với hóa trị cao nhất của X là X₂O₇

X có hóa trị cao nhất trong hợp chất với oxygen là VII.

X có 7 electron hóa trị.

Theo bài ra R⁺ có:

p + (e – 1) + n = 57 R có 2p + n = 57 + 1 = 58

Trong R⁺ có : p + (e – 1) = n + 17 2p – n = 18

p = 19 và n = 20

R thuộc ô 19, chu kì 4, nhóm IA.

- Cấu hình electron của X là 1s²2s²2p⁶3s²

⇒ Vị trí của X: ô số 12, chu kì 3, nhóm IIA 

- X, Y cùng chu kì và ở hai nhóm liên tiếp

⇒ Y chu kì 3, nhóm IA hoặc IIIA

- X, Z ở hai chu kì liên tiếp và cùng nhóm

⇒ Z chu kì 2 hoặc 4, nhóm IIA

Lại có: Các hydroxide của Y, X, Z có tính base tăng dần theo thứ tự

⇒ Y nhóm IIIA, chu kì 3; Z nhóm IIA, chu kì 4

⇒ Oxide cao nhất của Y là Y₂O₃

Y là nhôm và Al(OH)₃ là chất lưỡng tính.

Z là Ca tác dụng được với nước ở nhiệt độ thường tạo base tương ứng và khí H₂.

 Theo bài ra ta có:

Z³⁺ có cấu hình electron 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵

Z có cấu hình electron là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

Z thuộc chu kì 4, nhóm VIIIB.

- Oxide P₂O₅ tan hoàn toàn trong nước tạo dung dịch có tính acid làm quỳ tím chuyển màu đỏ.

Phương trình hóa học: P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄.

- Na₂O, CaO tan toàn toàn trong nước, dung dịch sau phản ứng làm quỳ tím chuyển màu xanh.

Phương trình hóa học:

Na₂O + H₂O → 2NaOH

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

- MgO tan một phần trong nước, dung dịch sau phản ứng làm quỳ tím chuyển màu xanh nhạt.

 Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính phi kim tăng dần.

Gallium thuộc nhóm IIIA Ga có hóa trị III.

Công thức hóa học của oxide là Ga₂O₃

Công thức hóa học của hydroxide là Ga(OH)₃.

Bán kính nguyên tử phụ thuộc vào lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng. Bán kính giảm là do lực hút tăng và ngược lại, bán kính tăng là do lực hút giảm.

 - Trong 1 chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhâ, tính kim loại giảm dần và tính phi kim tăng dần.

Dãy các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần tính kim loại là: Mg, K, Rb, Cs.

Oxide ứng với hóa trị cao nhất của nguyên tố A có dạng RO2 ⇒ R có hóa trị IV trong hợp chất với oxygen

Hóa trị cao nhất của R trong hợp chất với H là 4 ⇒ Công thức hợp chất của R và H là RH₄

Ta có: ⇒ A = 12 ⇒ A là ₆C (carbon)

Công thức hợp chất khí với hydrogen của A là CH₄.

Cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng của R³⁺ (ở trạng thái cơ bản) là 2p⁶

Cấu hình electron của R là 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

R có p = e =13

Tổng số hạt mang điện trong nguyên tử R là : p + e = 13 + 13 = 26.

Cấu hình của nguyên tử X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

Z_X = 17 X có số thứ tự 17.

X có 3 lớp electron ⇒ X ở chu kì 3;

X là nguyên tố p, có 7 electron lớp ngoài cùng ⇒ X ở nhóm VIIA;

Vị trí của X trong bảng tuần hoàn là ô thứ 17, chu kì 3, nhóm VIIA.

Gọi công thức chung của 2 kim loại là M

M + H₂O → MOH + 1/2H₂

0,7                    ←    0,35    (mol)

X, Y lần lượt là Li và Na

Đặt n_Li = x; n_Na = y (mol), ta có hệ:

m_{dd sau phản ứng} = m_KL + m_H2O – m_H2 = 7,3 + 200 – 0,35.2 = 206,6 (g) 

X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns²np⁴

X thuộc nhóm IVA

Hợp chất khí của X với H là H₂X.

Trong H₂X, X chiếm 94,12% về khối lượng nên ta có: 

X = 32

X là lưu huỳnh

Oxide cao nhất của S là SO₃

Ta có: Z_X + Z_Y = 13                             (1)

X và Y là hai nguyên tố nhóm A cùng một chu kì, thuộc hai nhóm liên tiếp và Z_X < Z_Y

⇒ Z_Y = Z_X + 1                                     (2)

Từ (1) và (2) ⇒ Z_X = 6; Z_Y = 7

Cấu hình electron của X: 1s²2s²2p²

⇒ Vị trí của X: ô số 6, chu kì 2, nhóm IVA (X là C)

⇒ Oxide cao nhất của X là CO₂ tan trong nước tạo acid yếu H₂CO₃ ⇒ Phát biểu (1) đúng.

Cấu hình electron của Y: 1s²2s²2p³ ⇒ Phát biểu (2) đúng.

Cấu hình electron của nguyên tử X (Z = 3): 1s²2s¹.

X thuộc ô 3, chu kì 2, nhóm IA.

Cấu hình electron của nguyên tử Y (Z = 11): 1s²2s²2p⁶3s¹.

Y thuộc ô 11, chu kì 3, nhóm IA.

Cấu hình electron của nguyên tử T (Z = 19): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹.

T thuộc ô 19, chu kì 4, nhóm IA.

Trong một nhóm A, bán kính nguyên tử tăng theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.

Bán kính nguyên tử: X < Y < T.

Hợp chất của nguyên tố R với H là RH₃

R thuộc nhóm VA

oxide cao nhất của R là R₂O₅.

Ta có:

R = 14 

Vậy R là nitrogen (N).

Các nguyên tố s, p, d, f là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp s, p, d, f tương ứng.

X có số hạt mang điện chiếm 63,04% tổng số hạt:

Mà p = e:

Số khối của X là 63 ⇒ p + n = 63                  (2)

Từ (1) và (2) ⇒ p = 29, n = 34

Cấu hình electron của X (p = 29):  1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

• Số thứ tự ô: 29.
• Chu kì 4 vì có 4 lớp electron.
• Nhóm B vì electron cuối cùng điền vào phân lớp 3d. Số thứ tự của nhóm là I ⇒ Nhóm IB.

Chú ý một số trường hợp đặc biệt: Các nguyên tố có cấu hình nguyên tử bán bão hòa và bão hòa:

• Cr (Z = 24) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴4s² chuyển thành 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹
• Cu (Z = 29) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹4s¹ chuyển thành 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

Nguyên tố M thuộc chu kì 3, nhóm VA

Cấu hình electron của nguyên tố M là: 1s²2s²2p⁶3s²3p³

Số hiệu nguyên tử của nguyên tố M là: Z = 15.

Cấu hình electron lần lượt các nguyên tố là:

F (Z = 9) là 1s²2s²2p⁵.

Cl (Z = 17) là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵.

Br (Z = 35) [Ar]3d¹⁰4s²4p⁵

I (Z = 53) [Kr]4d¹⁰5s²5p⁵

Ta thấy, X, Y, Z, T cùng ở nhóm VIIA

Trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, đồng thời tính phi kim giảm dần.

Vậy các nguyên tố trên dược sắp xếp theo chiều tính phi kim tăng dần là: T, Z, Y, X.

 Từ cấu hình electron của các nguyên tố X, Y, Z ta có:

X thuộc ô số 11, chu kì 3, nhóm IA.

Y thuộc ô số 12, chu kì 3, nhóm IIA.

Z thuộc ô số 13, chu kì 3, nhóm IIIA.

Các nguyên tố thuộc cùng một chu kì thì tính khử giảm dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân: Z; Y; X.

Ở 25^oC và 1 bar, số mol của khí H₂ là:

Gọi chung hai kim loại kiềm kế tiếp là M:

Phương trình hóa học:

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

2M + 2H₂O → 2MOH + H₂

Ba(OH)₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄ + 2NaOH

Khi thêm 1,278 gam Na₂SO₄ (0,009 mol) do sau khi phản ứng kết thúc nước lọc vẫn còn Ba²⁺ Ba2⁺ dư Số mol Ba = Số mol Ba²⁺ > 0,009 mol.

Khi thêm 1,491 gam Na₂SO₄ (0,0105 mol) vào dung dịch X và khuấy đều thì sau khi phản ứng kết thúc, nước lọc có mặt ion SO₄^2- SO₄^2- dư.

Số mol Ba = Số mol Ba²⁺ < 0,0105 mol

Gọi số mol của Ba và M lần lượt là a mol và b mol.

0,009 < a < 0,0105                                                   (*)

Dựa vào khối lượng hỗn hợp: 137a + Mb = 2,3           (1)

Dựa vào số mol H₂: a + 0,5b = 0,025                           (2)

Từ (2) a = 0,025 – 0,5b (mol), thay vào (*) ta được 0,009 < 0,025 - 0,5b < 0,0105

0,029 < b < 0,032                                                    (**)

(1) 137.(0,025 - 0,5b) + Mb = 2,3

Thay vào (**) ta có:

  Hai kim loại thỏa mãn là sodium (Na, M = 23) và potassium (K, M = 39).

Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố oxygen (Z = 8): 1s²2s²2p⁴.

Nguyên tử oxygen có 2 lớp electron.

Số thứ tự chu kì = số lớp electron = 2.

Nguyên tố oxygen thuộc chu kì 2 trong bảng tuần hoàn.

Nhóm kim loại kiềm (nhóm IA)

Nhóm kim loại kiềm thổ (nhóm IIA)

Nhóm halogen (nhóm VIIA)

Nhóm nguyên tố khí hiếm (nhóm VIIIA).

Cấu hình electron nguyên tử X (Z = 35): [Ar]3d¹⁰4s²4p⁵

Vậy X ở ô thứ 35 (do Z = 35); chu kì 4 (do có 4 lớp electron); nhóm VIIA (do 7 electron hóa trị, nguyên tố p).

Oxide cao nhất của nguyên tố R ứng với công thức RO₂ nên R có hóa trị cao nhất trong hợp chất với oxygen là IV. Vậy R thuộc nhóm IVA.