Hydroxide của nguyên tố T có tính base rất mạnh và tác dụng được với HCl theo tỉ lệ mol giữa hydroxide của T và HCl là 1 : 2. Hãy dự đoán nguyên tố T thuộc nhóm nào trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
Từ vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn, có thể:
- Viết được cấu hình electron của nguyên tử và ngược lại.
- Dự đoán được tính chất (tính kim loại, tính phi kim) của nguyên tố đó.
- Viết được công thức oxide, hydroxide và nêu tính acid, base tương ứng.
Ví dụ: Nguyên tố X thuộc chu kì 3, nhóm VIIA.
⇒ Nguyên tử X có 3 lớp electron và 7 electron lớp ngoài cùng.
⇒ Cấu hình electron của X là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5.
- Do có 7 electron lớp ngoài cùng nên nguyên tố X là phi kim.
- Công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất là X2O7 là acidic oxide.
- Công thức hydroxide ứng với hóa trị cao nhất là HXO4 là acid mạnh.
Viết công thức hydroxide của nguyên tố Sr (Z = 38) và dự đoán hydroxide này có tính base mạnh hay yếu.
- Sr (Z = 38): 1s22s22p63s23p64s23d104p65s2
Cấu hình e rút gọn: [Kr] 5s2
- Sr ở ô số 38, chu kì 5, thuộc nhóm IIA.
- Hydroxit của Sr là: Sr(OH)2, là một base mạnh.
So sánh được tính acid và base của các oxide và hydroxide dựa vào vị trí nguyên tố tạo nên chúng trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học.
Để so sánh được tính acid và base của các oxide và hydroxide dựa vào vị trí nguyên tố tạo nên chúng trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học cần ghi nhớ:
- 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.
Dựa vào quy luật biến đổi tính kim loại, tính phi kim của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, hãy trả lời các câu hỏi sau:
a) Nguyên tố nào là kim loại mạnh nhất ? Nguyên tố nào là phi kim mạnh nhất ?
b) Các nguyên tố kim loại được phân bố ở khu vực nào trong bảng tuần hoàn ?
c) Các nguyên tố phi kim được phân bố ở khu vực nào trong bảng tuần hoàn ?
d) Nhóm nào gồm những nguyên tố kim loại điển hình ? Nhóm nào gồm hầu hết những nguyên tố phi kim điển hình ?
e) Các nguyên tố khí hiếm nằm ở khu vực nào trong bảng tuần hoàn ?
a) Fr là kim loại mạnh nhất. F là phi kim mạnh nhất.
b) Các kim loại được phâ bố ở khu vực bên trái trong bảng tuần hoàn.
c) Các phi kim được phân bố ở khu vực bên phải trong bảng tuần hoàn.
d) Nhóm IA gồm những kim loại mạnh nhất. Nhóm VIIA gồm những phi kim mạnh nhất.
e) Các khí hiếm nằm ở nhóm VIIIA ở khu vực bên phải trong bảng tuần hoàn.
Phần 2. Bài tập tự luận
Dạng 1. Viết cấu hình electron nguyên tử, xác định vị trí của nguyên tố trong BTH
Câu 1. Viết cấu hình electron nguyên tử, xác định vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn và dự đoán tính chất của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử sau:
a. Mg (Z = 12) b. Al (Z = 13) c. S (Z = 16) d. Ar (Z = 18).
Câu 2. Cho các nguyên tố M (Z = 11), X (Z = 17), Y (Z = 9) và R (Z = 19).
a. Viết cấu hình electron và xác định vị trí của các nguyên tố trên trong bảng tuần hoàn.
b. Sắp xếp các nguyên tố trên theo chiều tăng dần độ âm điện và giải thích.
Dạng 3: Tìm tên kim loại dựa vào phương trình hóa học
Câu 3. Xác định hai kim loại cần tìm trong các trường hợp sau:
a. Cho 6 gam hỗn hợp hai kim loại thuộc nhóm IA và hai chu kì kế tiếp tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thấy thoát ra 2,24 lít khí H2 (ở đktc).
b. Cho 6,4 gam hỗn hợp 2 kim loại nhóm IIA, thuộc 2 chu kì liên tiếp tác dụng hết với dung dịch HCl dư thu được 4,48 lít khí H2 (đktc).
Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron : 1 s 2 2 s 2 2 p 6
Hãy cho biết số thứ tự của nguyên tố X. Trong bảng tuần hoàn, X thuộc chu kì thứ mấy và thuộc nhóm nào ? Các nguyên tố thuộc nhóm này có tên chung là gì ?
Ứng với cấu hình 1 s 2 2 s 2 2 p 6 nguyên tử có 10 electron, vậy số thứ tự z = 10. Nguyên tử có 2 lớp electron (lớp K và lớp L), vậy nguyên tố đó thuộc chu kì 2. Lớp ngoài cùng có 8 electron ( 2 s 2 2 p 6 , vậy nguyên tố đó thuộc nhóm VIIIA, các nguyên tố thuộc nhóm này có tên chung là các khí hiếm.
Cho 4,104 gam hỗn hợp hai oxit kim loại A2O3 và B2O3 tác dụng vừa đủ với 1 lít dung dịch HCl 0,18M (phản ứng xảy ra hoàn toàn). Dựa vào bảng tuần hoàn hóa học hãy cho biết tên 2 kim loại đó biết rằng chúng nằm ở 2 chu kì 3 hoặc 4 và cách nhau 12 nguyên tố, trong đó có 1 nguyên tố thuộc nhóm IIIA. Tổng số khối của hai kim loại đó là
A. 83
B. 79
C. 108
D. 84
Đáp án A.
Gọi M là nguyên tử khối trung bình của 2 kim loại A và B
Khi đó công thức oxit chung là
Ta có phản ứng
0,03 0,18
Suy ra phải có 1 kim loại có nguyên tử khối bé hơn 44,4 và 1 kim loại có nguyên tử khối lớn hơn 44,4
+ Nếu kim loại thuộc nhóm IIIA có nguyên tử khối nhỏ hơn 44,4 và thuộc chu kì 3 hoặc 4 thì chỉ có thể là Al (A = 27; Z = 13)
Kim loại còn lại có số hiệu nguyên tử bằng (A = 56)
Tổng số khối khi đó là 27 + 56 = 83
+ Nếu kim loại thuộc nhóm IIIA có nguyên tử khối lớn hơn 44,4 và thuộc chu kì 3 hoặc 4 thì chỉ có thể là Ga (A = 70; Z = 31)
Kim loại còn lại có số hiệu nguyên tử:
Nguyên tố R là phi kim thuộc nhóm A trong bảng tuần hoàn. Tỉ lệ giữa phần trăm nguyên tố R trong oxyde cao nhất và phần trăm R trong hợp chất khí với hydrogen bằng 0,5955.Cho 4,05 gam kim loại M chưa rõ hoá trị tác dụng hết với đơn chất R thì thu được 40,05 gam muối. Xác định nguyên tố R.
và M.
Để giải quyết bài toán này, ta cần phân tích các thông tin đã cho:
Nguyên tố R là phi kim thuộc nhóm A trong bảng tuần hoàn. Điều này cho biết R có thể tạo ra oxyde cao nhất RO và hợp chất khí với hydrogen là HR.
Tỉ lệ giữa phần trăm nguyên tố R trong oxyde cao nhất và phần trăm R trong hợp chất khí với hydrogen bằng 0,5955. Điều này cho ta biết:
Trong oxyde RO, phần trăm R là: M® / (M® + M(O)) = M® / (M® + 16) Trong hợp chất khí HR, phần trăm R là: M® / (M® + M(H)) = M® / (M® + 1) Vì tỉ lệ giữa hai phần trăm này bằng 0,5955, ta có: [M® / (M® + 16)] / [M® / (M® + 1)] = 0,5955Giải phương trình trên, ta tìm được M® = 14, vậy R là nguyên tố Nitơ (N).
Cho 4,05 gam kim loại M chưa rõ hoá trị tác dụng hết với đơn chất R thì thu được 40,05 gam muối. Điều này cho ta biết:
Lượng muối tạo thành là 40,05 - 4,05 = 36 gam. Vì muối tạo thành từ phản ứng giữa M và N2, công thức của muối sẽ là M(NH2)x với x là số hóa trị của M. Vì muối tạo thành từ 4,05 gam M và 36 gam muối, ta có: 4,05 / M(M) = 36 / [M(M) + x * M(NH2)] Với M(NH2) = M(N) + 2 * M(H) = 14 + 2 = 16Giải phương trình trên với x = 2 (vì hầu hết các kim loại có hóa trị 2), ta tìm được M(M) = 27, vậy M là nguyên tố Nhôm (Al).
Vậy, nguyên tố R là Nitơ (N) và nguyên tố M là Nhôm (Al).
Nguyên tố R là phi kim thuộc nhóm A trong bảng tuần hoàn. Tỉ lệ giữa phần trăm nguyên tố R trong oxyde cao nhất và phần trăm R trong hợp chất khí với hydrogen bằng 0,5955.Cho 4,05 gam kim loại M chưa rõ hoá trị tác dụng hết với đơn chất R thì thu được 40,05 gam muối. Xác định nguyên tố R và M.