MasterSchool

Hóa học lớp 10 · KNTT · Chương 2

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 6: Xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử các nguyên tố trong một chu kì và trong một nhóm

Chương 2: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và định luật tuần hoàn · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 Bài 6: Xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử các nguyên tố trong một chu kì và trong một nhóm theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá toàn bộ kiến thức trọng tâm, phương trình phản ứng hóa học KaTeX chuẩn, bảng biểu trực quan và câu hỏi củng cố có lời giải chi tiết.

Lớp

I. Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố nhóm A

Hình ảnh minh họa SGK Hóa học 10

- Nhóm A gồm các nguyên tố s và p.

- Nguyên tử của các nguyên tố cùng một nhóm A có số electron lớp ngoài cùng (electron hóa trị) bằng nhau (trừ He trong nhóm VIIIA). Sự giống nhau về số electron hóa trị dẫn đến sự tương tự nhau về tính chất hóa học của các nguyên tố trong cùng nhóm A.

- Sau mỗi chu kì, cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A được lặp đi lặp lại một cách tuần hoàn. Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố khi điện tích hạt nhân tăng dần là nguyên nhân của sự biến đổi tuần hoàn về tính chất của các nguyên tố.

II. Bán kính nguyên tử

Hình ảnh minh họa SGK Hóa học 10

- 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.

- Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:

+ Trong một chu kì, bán kính nguyên tử giảm theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.

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

Chú ý:

- Năng lượng ion hóa thứ nhất của nguyên tử là năng lượng tối thiểu cần thiết để tách electron thứ nhất ra khỏi nguyên tử ở thể khí, ở trạng thái cơ bản:

X (g) → X+ (g) + e

- Năng lượng ion hóa thứ nhất kí hiệu là I1, đơn vị KJ/ mol.

III. Độ âm điện

- Độ âm điện của một nguyên tử (χ) là đại lượng đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử một nguyên tố hóa học khi tạo thành liên kết hóa học.

- Khi tham gia liên kết hóa học, nguyên tử có độ âm điện nhỏ dễ nhường electron; nguyên tử có độ âm điện lớn dễ nhận electron.

Hình ảnh minh họa SGK Hóa học 10

- Độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố nhóm A có xu hướng biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng cũng tăng. Do đó, độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố có xu hướng tăng dần.

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng nhanh, lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm. Do đó, độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố có xu hướng giảm dần.

IV. Tính kim loại, tính phi kim

1. Khái niệm

- Tính kim loại là tính chất của một nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhường electron để trở thành ion dương.

Ví dụ: Na → Na+ + 1e

Nguyên tử càng dễ nhường electron tính kim loại càng mạnh.

- Tính phi kim là tính chất của một nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhận electron để trở thành ion âm.

Ví dụ: F + 1e → F-

Nguyên tử càng dễ nhận electron tính phi kim càng mạnh.

2. Sự biến đổi tính kim loại, tính phi kim

- Tính kim loại, tính phi kim của các nguyên tố nhóm A có xu hướng biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, lực hút giữa hạt nhân với electron lớp ngoài cùng tăng. Do đó, tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, tính phi kim tăng dần.

Hình ảnh minh họa SGK Hóa học 10

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm. Do đó, tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, tính phi kim giảm dần.

Hình ảnh minh họa SGK Hóa học 10

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân: bán kính nguyên tử có xu hướng giảm dần do lực hút giữa hạt nhân và electron lớp ngoài cùng tăng; năng lượng ion hóa thứ nhất I1I_1 và độ âm điện có xu hướng tăng dần.
  • Trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân: bán kính nguyên tử có xu hướng tăng dần do số lớp electron tăng; năng lượng ion hóa I1I_1 và độ âm điện có xu hướng giảm dần.
  • Độ âm điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử khi hình thành liên kết hóa học. Nguyên tố có độ âm điện lớn nhất là Fluorine (F=3,98F = 3{,}98), nhỏ nhất là Caesium (Cs=0,79Cs = 0{,}79).
  • Tính kim loại (khả năng nhường electron) và tính phi kim (khả năng nhận electron): Trong một chu kì, theo chiều tăng ZZ, tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần. Trong một nhóm A, theo chiều tăng ZZ, tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Giải thích tại sao trong một chu kì khi đi từ trái sang phải, điện tích hạt nhân tăng nhưng bán kính nguyên tử lại giảm?
Trong cùng một chu kì, các nguyên tử đều có số lớp electron bằng nhau. Khi đi từ trái sang phải, số proton trong hạt nhân tăng dần (điện tích hạt nhân tăng) và số electron lớp ngoài cùng cũng tăng theo. Lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân mang điện dương và lớp vỏ electron ngoài cùng mang điện âm tỉ lệ thuận với điện tích hạt nhân. Lực hút hạt nhân lên các electron lớp ngoài cùng ngày càng mạnh, kéo lớp vỏ electron co cụm lại gần hạt nhân hơn, làm cho bán kính nguyên tử có xu hướng giảm dần.
Độ âm điện là gì và quy luật biến đổi của độ âm điện trong chu kì và nhóm A phản ánh điều gì?
Độ âm điện (χ\chi) của một nguyên tử đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử đó khi hình thành liên kết hóa học. Quy luật: - Trong một chu kì, từ trái sang phải độ âm điện tăng dần (do bán kính giảm, lực hút electron mạnh hơn). - Trong một nhóm A, từ trên xuống dưới độ âm điện giảm dần (do số lớp ee tăng, bán kính tăng, lực hút yếu đi). Quy luật biến đổi của độ âm điện phản ánh trực tiếp khả năng nhận electron (tính phi kim) của nguyên tố: độ âm điện càng lớn thì tính phi kim càng mạnh và tính kim loại càng yếu.
Năng lượng ion hóa thứ nhất (I1I_1) là gì và tại sao I1I_1 của kim loại kiềm nhóm IA lại rất nhỏ?
Năng lượng ion hóa thứ nhất (I1I_1) là năng lượng tối thiểu cần thiết để tách electron thứ nhất ra khỏi nguyên tử ở trạng thái cơ bản (trạng thái khí): X(g)+I1→X+(g)+1eX(g) + I_1 \to X^+(g) + 1e. Các kim loại kiềm nhóm IA có bán kính nguyên tử lớn nhất trong chu kì, electron lớp ngoài cùng (ns1ns^1) ở xa hạt nhân nhất và chịu lực hút yếu nhất. Mặt khác, sau khi mất 1e1e, ion kim loại kiềm đạt ngay cấu hình octet khí hiếm bền vững. Do đó, chỉ cần một năng lượng rất nhỏ (I1I_1 nhỏ) là electron ngoài cùng đã bị bứt ra.
Cho các nguyên tố: 9F,15P,16S,17Cl_9\text{F}, _{15}\text{P}, _{16}\text{S}, _{17}\text{Cl}. Hãy sắp xếp theo chiều tăng dần tính phi kim và giải thích.
- Phân tích vị trí: + Chu kì 2: 9F_9\text{F} (nhóm VIIA) + Chu kì 3: 15P_{15}\text{P} (nhóm VA), 16S_{16}\text{S} (nhóm VIA), 17Cl_{17}\text{Cl} (nhóm VIIA) - Trong cùng chu kì 3, theo chiều tăng điện tích hạt nhân từ trái sang phải: tính phi kim tăng dần ⇒P<S<Cl\Rightarrow \text{P} < \text{S} < \text{Cl}. - Trong cùng nhóm VIIA, theo chiều tăng điện tích hạt nhân từ trên xuống dưới: tính phi kim giảm dần ⇒Cl<F\Rightarrow \text{Cl} < \text{F}. Kết hợp hai dãy suy ra thứ tự tăng dần tính phi kim là: P<S<Cl<F\text{P} < \text{S} < \text{Cl} < \text{F}.

Đề luyện tập theo bài