Bài tiểu luận: Bảng hệ thống tuần hoàn
Trang 1
VAA
HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM – LỚP ĐV1-K5
HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
Phần 1: LỜI MỞ ĐẦU – GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Đến giữa thế kỷ thứ XIX thế giới đã tích lũy được nhiều kiến thức và tài liệu thực
nghiệm về các nguyên tố hóa học. Chẳng hạn, đến lúc bấy giờ đã có hơn 60 nguyên tố
được phát minh, nhiều hợp chất hóa học khác nhau đã được nghiên cứu, nhiều tính chất
lý học, hóa học đặc trưng của các nguyên tố, hợp chất đã được thiết lập...
Tuy nhiên, sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghiệp lúc bấy giờ đòi hỏi
phải tiếp tục nghiên cứu về các nguyên tố và hợp chất của chúng một cách mạnh mẽ và
có hệ thống. Điều này đặt ra cho các nhà hóa học vấn đề hệ thống hóa cácnguyên tố để
tìm ra những quy luật chung nói lên mối liên hệ giữa chúng với nhau.
Trong bối cảnh đó, định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa
học nổi tiếng của Mendeleev ra đời và sau này kết hợp cùng với quan niệm hiện đại để
xây dựng bảng Hệ thống tuần hoàn ngày nay.
Qua quá trình tìm hiểu và tự nghiên cứu, chúng ta sẽ trình bày các cơ sở ý thuyết
để xây dựng bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố (chu kỳ, nhóm, phân nhóm, ô) theo
quan niệm hiện đại. Và trên cơ sở lý thuyết đó cùng với cấu trúc vỏ electron nguyên tử,
chúng ta sẽ sắp xếp các nguyên tố từ số 11 đến 46 vào các chu kỳ, nhóm, phân nhóm và
ô thích hợp (dạng bảng ngắn).
Bài tiểu luận: Bảng hệ thống tuần hoàn
Trang 2
VAA
HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM – LỚP ĐV1-K5
Phần 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Mối liên quan của những số thứ tự nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học với điện tích
hạt nhân, số electron nguyên tử của nguyên tố.
Số hiệu nguyên tử = Số thứ tự ô = Số electron = Số đơn vị điện tích hạt nhân
I) KHÁI NIỆM VỀ Ô CHU KỲ, NHÓM, CÁC PHÂN NHÓM
TRONG BTHHH THEO QUAN NIỆM HIỆN ĐẠI.
1. Ô nguyên tố:
Số thứ tự ô = số hiệu nguyên tử Z = số p = số e
Ô nguyên tố cho ta biết:
+ Số thứ tự nguyên tố: là số điện tích hạt nhân hay số electron có trong nguyên tử.
+ Số thứ tự chu kỳ.
+ Số thứ tự nhóm.
+ Loại phân nhóm của nguyên tố.
Bài tiểu luận: Bảng hệ thống tuần hoàn
Trang 3
VAA
HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM – LỚP ĐV1-K5
2. Chu kỳ:
- Bảng tuần hoàn có 7 chu kỳ tương ứng với 7 lớp electron.
- Chu kỳ là dãy các nguyên tố có cùng số lớp electron, bắt đầu là kim loại kiềm
(trừ chu kỳ I) và kết thúc là khí hiếm.
Số thứ tự chu kỳ = Số lớp electron
- Chu kỳ nhỏ là các chu kỳ 1, 2, 3 chỉ gồm các nguyên tố s và p.
- Chu kỳ lớn là chu kỳ 4, 5, 6, 7 gồm các nguyên tố s, p, d, f.
3. Nhóm và phân nhóm:
- Nhóm là tập hợp các nguyên tố có số electron hóa trị bằng nhau và có hóa trị cao
nhất với oxi bằng nhau do đó có tính chất hóa học gần giống nhau.
Số thứ tự nhóm A = Số electron lớp ngoài cùng
Số thứ tự nhóm B = Số electron hóa trị
- Bảng tuần hoàn có 8 nhóm A và 8 nhóm B, mỗi nhóm chiếm một cột, riêng
nhóm VIIIB có 3 cột.
+ Nhóm A gồm các nguyên tố s và p.
+ Nhóm B gồm các nguyên tố d và f.
+ Các nguyên tố s ở nhóm IA, IIA và He
+ Các nguyên tố p ở nhóm IIIA đến VIIIA trừ He.
+ Các nguyên tố d ở nhóm IB đến VIIIB.
+ Các nguyên tố f gồm họ latan và họ actini.
Bài tiểu luận: Bảng hệ thống tuần hoàn
Trang 4
VAA
HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM – LỚP ĐV1-K5
- Chú ý:
+ Không phải nguyên tử của các nguyên tố trong cùng một nhóm bao giờ cũng có số
electron lớp ngoài cùng bằng nhau (Ví dụ: Cl có 7e, Mn có 2e)
+ Không phải nguyên tử của các nguyên tố trong cùng phân nhóm bao giờ cũng có
số electron lớp ngoài cùng bằng nhau (Ví dụ: Zn có 2e, Cd có 1e)
+ Tính chất hóa học của các nguyên tố trong cùng nguyên tố trong cùng phân nhóm
bao giờ cũng tương tự nhau (vì có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau)
II) NHỮNG NGUYÊN LÝ VÀ QUY TẮC CỦA SỰ PHÂN
BỐ ELECTRON NGUYÊN TỬ.
1. Nguyên lý Pauli: “Trong một nguyên tử không thể có hai (hay nhiều)
electron có bốn số lượng tử như nhau”
- Ví dụ: Nguyên tử Hiđro chỉ có một electron, ở trạng thái cơ bản, electron đó
tương ứng với bộ bốn số lượng tử:
n = 1, l = 0, ml = 0, ms = +1/2; tức là H: 1s1
- Hệ quả của nguyên lí là mỗi AO chỉ có thể chứa nhiều nhất hai electron có spin
trái dấu.
- Orbital nguyên tử không có electron nào choán được gọi là orbital trống,
electron duy nhất chứa trong một orbital nào đó được gọi là electron độc thân.
Cặp electron spin trái dấu của một orbital nào đó được gọi là cặp electron kết đôi.
2. Nguyên lý vững bền: “Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử, các
electron sẽ choán những mức năng lượng thấp trước (tức là trạng thái
vững bền trước rồi mới đến những trạng thái năng lượng cao hơn tiếp
theo)”
- Trình tự phân bố mức năng lượng được tóm tắt trong một quy tắc gọi là quy tắc
Kletskopxki gồm những điểm:
+ Khi điện tích hạt nhân tăng, các electron sẽ choán các mức năng lượng có số
(n + l) lớn dần.
+ Đối với các phân lớp có tổn (n + l) bằng nhau thì electron được điền vào
phân lớp có trị số n nhỏ trước rồi tới phân lớp có n lớn hơn.
Bài tiểu luận: Bảng hệ thống tuần hoàn
Trang 5
VAA
HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM – LỚP ĐV1-K5
Quy tắc Kletskopxki
- Ví dụ: Nguyên tử Hiđro chỉ có một electron, ở trạng thái cơ bản, electron đó
tương ứng với bộ bốn số lượng tử:
2 1 0
Li Z 3 : 1s 2s 2p
2 2 0
Be Z 4 : 1s 2s 2p
2 2 1
B Z 5 : 1s 2s 2p
3. Quy tắc Hund: “Trong một phân lớp, các electron được sắp xếp sao
cho tổng số spin là cực đại” (nghĩa là có một số tối đa electron độc thân spin
cùng dấu).
- Ví dụ:
2 2 2
C Z 6 : 1s 2s 2p
2 2 3
N Z 7 : 1s 2s 2p
2 2 4
O Z 8 : 1s 2s 2p
