Chương 3: Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Mendeleev: “Tính chất các nguyên tố, thành phần và tính chất các hợp chất củachúng biến thiên một cách tuần hoàn theo chiều tăng dần khối lượng nguyên tử củacác nguyên tố”. Theo cơ học lượng tử: “Tính chất các đơn chất cũng như dạng và tính chất củacác hợp chất của nguyên tố phụ thuộc tuần hoàn vào chiều tăng dần điện tích hạtnhân nguyên tử của các nguyên tố”.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 3: Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa họcChương III: Hệ Thống Tuần Hoàn Nguyễn sơnBạchChương III. HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCI. ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN:1) Mendeleev: “Tính chất các nguyên tố, thành phần và tính chất các hợp chất củachúng biến thiên một cách tuần hoàn theo chiều tăng dần khối lượng nguyên tử củacác nguyên tố”.Theo bảng hệ thống tuần hoàn hiện đại có một số vị trí không đúng :18 Ar ; 19 K 39.1. 39.95 27 Co 58.93; 28 Ni 58.7. Te 127.6; 52 53 I 126.9 …2) Theo cơ học lượng tử: “Tính chất các đơn chất cũng như dạng và tính chất củacác hợp chất của nguyên tố phụ thuộc tuần hoàn vào chiều tăng dần điện tích hạtnhân nguyên tử của các nguyên tố”.II. BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Hình 3.1. Bảng hệ thống tuần hoàn1. Các họ nguyên tố s, p, d và fa. Các nguyên tố họ s Là các nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp s của lớp ngoài cùng. • ns1: kim loại kiềm (IA) • ns2: kim loại kiềm thổ (IIA) 11Chương III: Hệ Thống Tuần Hoàn Nguyễn sơnBạchb. Các nguyên tố họ p Là các nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp p của lớp ngoài cùng np1 np2 np3 np4 np5 np6 IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIAc. Các nguyên tố họ d Là các nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp d của lớp kề ngoàicùng. • ns2 (n – 1)d1 – 10:đều là kim loại chuyển tiếpd. Các nguyên tố họ f Là các nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp f của hai lớp trướcngoài cùng: ns2 (n – 2)f 1 – 14: đều là các nguyên tố đất hiếm.Có 2 họ nguyên tố f : • 6s2 4f 1 – 14: lantanid (CK6). • 7s2 5f 1 – 14: actinid (CK7).2. Chu kỳ • Là dãy các nguyên tố viết theo hàng ngang sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân , bắt đầu bằng các nguyên tố họ s, kết thúc bằng các nguyên tố họ p, ở giữa có thể có (hoặc không) các nguyên tố họ d, f.(trừ CK1 chỉ có 2 nguyên tố s) • Trong một chu kỳ, tính chất các nguyên tố biến đổi một cách tuần hoàn. • Số thứ tự chu kỳ bằng số lượng tử chính của lớp electron ngoài cùng (n max), cũng bằng số lớp e. • Có 7 chu kỳ ( 3 CK nhỏ và 4CK lớn): -Chu kỳ I: chu kỳ đặc biệt: chỉ có 2 nguyên tố họ s. -Chu kỳ II, III: 2 chu kỳ nhỏ: mỗi chu kỳ có 8 nguyên tố, gồm 2 nguyên tố họ s và 6 nguyên tố họ p. -Chu kỳ IV, V: 2 chu kỳ lớn: mỗi chu kỳ có 18 nguyên tố, gồm 2 nguyên tố họ s, 10 nguyên tố họ d và 6 nguyên tố họ p. -Chu kỳ VI: chu kỳ hoàn hảo: có 32 nguyên tố, gồm 2 nguyên tố họ s, 14 nguyên tố họ f, 10 nguyên tố họ d và 6 nguyên tố họ p. -Chu kỳ VII: chu kỳ dở dang: có 2 nguyên tố họ s, 14 nguyên tố họ f và một số nguyên tố họ d(nếu đủ là 32 nguyên tố). Như vậy bảng HTTH nếu đủ sẽ có tổng cộng (2+8+8+18+18+32+32 = 118 nguyên tố)2. Nhóm: • Là cột dọc các nguyên tố có số electron ở lớp ngoài cùng hoặc các phân lớp ngoài cùng giống nhau .Có 3 loại phân nhóm :a. Phân nhóm chính (A): 12Chương III: Hệ Thống Tuần Hoàn Nguyễn sơnBạch • Gồm tất cả nguyên tố s và p ở cả chu kỳ nhỏ và lớn , mỗi phân nhóm có 6-7 nguyên tố nên cột cao. • Số thứ tự phân nhóm chính bằng tổng số e ở 2 phân lớp ngoài cùng [ns np]: IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ns2np6b. Phân nhóm phụ (B): • Gồm tất cả nguyên tố họ d, chỉ có ở chu kỳ lớn (4-7) nên cột thấp. • Mỗi phân nhóm phụ chứa 3-4 nguyên tố, riêng PNP VIIIB có 9 ngtố. • Đặc biệt chứa toàn là kim loại chuyển tiếp. • Trong một chu kỳ PNP bắt đầu có ở nhóm IIIB vì phải sau 2 nguyên tố s. • Số thứ tự phân nhóm phụ được xác định bởi cấu hình e của 2 phân lớp cuối : o Nhóm IIIB: ns2(n – 1)d1 o Nhóm VIIB: ns2(n – 1)d5 o Nhóm IVB: ns2(n – 1)d2 o Nhóm VIIIB: ns2(n – 1)d 6,7,8* o Nhóm VB: ns2(n – 1)d3 o Nhóm IB: ns1(n – 1)d10 * o Nhóm VIB: ns1(n- 1)d5 * o Nhóm IIB: ns2(n – 1)d10c. Phân nhóm phụ thứ cấp (phân nhóm phụ của phân nhóm phụ IIIB) • PNP IIIB có 14 PNP thứ cấp chứa tất cả các nguyên tố f , mỗi PNP thứ cấp có 2 nguyên tố f ở chu kỳ 6,7 và được gọi là các nguyên tố đất hiếm:  6s24f 1 – 14: lantanid.  7s25f 1 – 14: actinid.3. Ứng dụng: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng HTTH:a. Biết Z: TD: A1(Z = 19): 1s22s22p63s23p64s1 : CK4, PN IA , 19K . A2(Z = 25) : 1s22s22p63s23p64s23d5 : CK4, PN VIIB , 25Mn. A3(Z = 35) : 1s22s22p63s23p64s23d104p5 : CK4, PN VIIA , 35Br.b. Biết giá trị 4 số lượng tử của electron cuối cùng: TD: Nguyên tử A4 có electron cuối cùng có giá trị 4 số lượng tử sau : n =3; ℓ =2;ml = 0; ms = - ½ (qui ước ml từ -ℓ đến +ℓ ):=> Phân lớp cuối cùng: 3d8 : Ni (Z = 28): 1s22s22p63s23p64s23d8 (CK4, PN VIII B) ( ( mℓ = -2 -1 0 +1 +2c. Biết cấu hình electron của ion tương ứng: • Ion A2+: Phân lớp cuối cùng là: 3p6. ...