Giải bài tập SGK Hóa 10 Bài 11: Luyện tập Bảng tuần hoàn, sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron nguyên tử và tính chất của các nguyên tố hóa học

a) Căn cứ vào đâu mà người ta xếp các nguyên tố thành chu kì, nhóm ?

b) Thế nào là chu kì ? Bảng tuần hoàn có bao nhiêu chu kì nhỏ, bao nhiêu chu kì lớn ? Mỗi chu kì có bao nhiêu nguyên tố ?

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về bảng tuần hoàn

Hướng dẫn giải

a) - Chu kì: Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành 1 hàng gọi là chu kì.

- Nhóm: Các nguyên tố có số electron hóa trị như nhau được xếp thành một cột được gọi là nhóm.

b) Chu kì là dãy các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử. Chu kì nào cũng bắt đầu bằng một kim loại kiềm và kết thúc bằng một khí hiếm (trừ chu kì 1)

- Bảng tuần hoàn có 7 chu kì: 3 chu kì nhỏ (chu kì 1, 2, 3) và và 4 chu kì lớn (chu kì 4, 5, 6, 7).

+ Chu kì nhỏ là chu kì 1, 2, 3

Chu kì 1 có 2 nguyên tố.

Chu kì 2, 3 có 8 nguyên tố.

+ Chu kì lớn là các chu kì 4, 5, 6, 7

Chu kì 4, 5 đều có 18 nguyên tố.

Chu kì 6 có 32 nguyên tố.

Chu kì 7 mới tìm thấy 26 nguyên tố.

Tìm câu sai trong những câu dưới đây:

A. Trong chu kì, các nguyên tố được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.

B. Trong chu kì, các nguyên tố được sắp xếp theo chiều số hiệu nguyên tử tăng dần.

C. Nguyên tử của các nguyên tố trong cùng một chu kì có số electron bằng nhau.

D. Chu kì thường bắt đầu là một kim loại kiềm, kết thúc là một khí hiếm (trừ chu kì 1 và chu kì 7 chưa hoàn thành).

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về bảng tuần hoàn hóa học

Hướng dẫn giải

A, B, D, đúng

C sai vì nguyên tử của các nguyên tố trong cùng chu kì có số lớp electron bằng nhau.

Đáp án C

Từ trái sang phải trong một chu kì, tại sao bán kính nguyên tử các nguyên tố các nguyên tố giảm thì tính kim loại giảm, tính phi kim tăng?

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về bảng tuần hoàn hóa học, phân tích các nguyên tố trong 1 chu kì

Hướng dẫn giải

Trong một chu kì thì nguyên tử các nguyên tố có cùng số lớp electron theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần, bán kính nguyên tử giảm dần, lực hút giữa hạt nhân và các electron tăng dần do đó khả năng mất electron ở lớp ngoài cùng giảm dần nên tính kim loại giảm dần, đồng thời khả năng thu thêm electron ở lớp ngoài cùng tăng dần nên tính phi kim tăng dần. 

Trong bảng tuần hoàn, các nhóm A nào gồm hầu hết các nguyên tố kim loại, nhóm A nào gồm hầu hết các nguyên tố phi kim, nhóm A nào gồm các nguyên tố khí hiếm? Đặc điểm số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử trong các nhóm trên.

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về bảng tuần hoàn hóa học, phân tích các nguyên tố trong 1 nhóm A

Hướng dẫn giải

- Nhóm IA, IIA, IIIA gồm hầu hết các nguyên tố kim loại (trừ H và B). Các nguyên tử của các nguyên tố này có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng.

- Nhóm VA, VIA, VIIA gồm hầu hết các nguyên tố phi kim (trừ Sb, Bi, Po). Các nguyên tử của các nguyên tố này có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng.

- Nhóm VIIIA gồm các nguyên tố khí hiếm.

Tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử của một nguyên tố thuộc nhóm VIIA là 28.

a) Tính nguyên tử khối.

b) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó.

Phương pháp giải

a) Gọi tổng số hạt p là Z, tổng số hạt n là N, tổng số hạt e là E, ta có:

2Z + N = 28 

Xác định Z, N từ dữ liệu đề bài

Z nguyên dương → Cấu hình e → A = Z + N

b) Viết cấu hình e 

Hướng dẫn giải

a) Tính nguyên tử khối.

Gọi tổng số hạt p là Z, tổng số hạt n là N, tổng số hạt e là E, ta có:

Z + N + E = 28.

Vì Z = E, nên suy ra 2Z + N = 28

Các nguyên tử có Z < 83 thì:

1 ≤ \(\frac{N}{Z}\) ≤ 1,5 → Z ≤ N ≤ 1,5Z

2Z + Z < N + 28 - N < 1,5N + 2Z

3Z ≤ 28 ≤ 3,5Z → 8 ≤ Z ≤ 9,33.

Z nguyên dương nên chọn Z = 8 hoặc Z = 9

+) Cấu hình e của Z= 8 là: \(1{s^2}2{s^2}2{p^4}\) nguyên tố thuộc nhóm VIA nên không thỏa mãn đề bài.

+) Cấu hình e của Z = 9 là: \(1{s^2}2{s^2}2{p^5}\) nguyên tố thuộc nhóm VIIA thỏa mãn đề bài đã cho.

+) Z = 9 → N = 10 → A = Z + N = 19

Vậy nguyên tử khối của nguyên tố là 19 đvC.

b) Cấu hình electron nguyên tử: 1s²2s²2p⁵.

Một nguyên tố thuộc chu kì 3, nhóm VIA trong bảng tuần hoàn.

a) Nguyên tử của nguyên tố đó có bao nhiêu electron ở lớp electron ngoài cùng ?

b) Lớp electron ngoài cùng là lớp electron thứ mấy ?

c) Viết số electron ở từng lớp electron.

Phương pháp giải

Dựa vào cấu hình electron để xác định

Hướng dẫn giải

a) Nguyên tố có 6 electron lớp ngoài cùng vì ở nhóm VIA.

b) Lớp electron ngoài cùng là lớp thứ 3 do nguyên tố thuộc chu kì 3.

c) Số electron ở mỗi lớp:

- Lớp 1: 2 electron

- Lớp 2: 8 electron.

- Lớp 3: 6 electron.

Oxit cao nhất của một nguyên tố là RO₃, trong hợp chất của nó với hiđro có 5,88% H về khối lượng. Xác định nguyên tử khối của nguyên tố đó.

Phương pháp giải

Tổng hóa trị của nguyên tố trong hợp chất với hidro và trong oxit cao nhất bằng 8.

\(\% {m_H} = \frac{{2.1}}{{R + 2.1}} \to R = ?\)

Hướng dẫn giải

Oxit cao nhất của một nguyên tố là RO₃, theo bảng tuần hoàn suy ra hóa trị của R trong hợp chất với hidro là: 8 - 6 =2

→ CTCPT hợp chất của R với H là RH2, trong phân tử RH₂, có 5,88% H về khối lượng nên ta có: 

\(\begin{array}{l}

\% {m_H} = \frac{{2.1}}{{{M_R} + 2.1}} \cdot 100\%  = 5,88\% \\

 \Rightarrow 200 = 5,88.\left( {{M_R} + 2} \right) \Rightarrow 200 = 5,88{M_R} + 11,76\\

 \Rightarrow 5,88{M_R} = 188,24\\

 \Rightarrow {M_R} = \frac{{188,24}}{{5,88}} = 32

\end{array}\)

Vậy R là S, có nguyên tử khối là 32 đvC.

Hợp chất khí với hiđro của một nguyên tố là RH₄. Oxit cao nhất của nó chứa 53,3% oxi về khối lượng. Tìm nguyên tử khối nguyên tố đó.

Phương pháp giải

Tổng hóa trị của nguyên tố trong hợp chất với hidro và trong oxit cao nhất bằng 8.

\(\% {m_O} = \frac{{2.16}}{{R + 2.16}}.100\%  = 53,3\%  \to R = ?\)

Hướng dẫn giải

Hợp chất khí với hiđro của một nguyên tố là RH₄, theo bảng tuần hoàn suy ra công thức oxit cao nhất của R là RO₂, trong phân tử RO₂, có 53,3% oxi về khối lượng nên ta có:

\(\% {m_O} = \frac{{2.16}}{{R + 2.16}}.100\%  = 53,3\%  \to R = 28\)

Vậy R là Si, nguyên tử khối là 28 đvC.

Khi cho 0,6 g một kim loại nhóm IIA tác dụng với nước tạo ra 0,336 lít khí hiđro (ở điều kiện tiêu chuẩn). Xác định kim loại đó.

Phương pháp giải

Viết PTHH và tính toán theo PTHH.

Hướng dẫn giải

Gọi kí hiệu, nguyên tử khối của kim loại là M, kim loại M có 2 electron lớp ngoài cùng nên có hóa trị II.

M + 2H₂O → M(OH)₂ + H₂

M g                           22,4 lít

0,6 g                        0,336 lít

0,336.M = 0,6 x 22,4.

Giải ra ta có M = 40. 

Vậy nguyên tố kim loại là Ca.