Bài giảng Hóa đại cương - Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học

ä giữa cấu trúc HTTH và cấu trúc e
nguyên tử:
* Chu kỳ:
+ Gồm dãy liên tục các nguyên tố, bắt đầu từ
nguyên tố s, kết thúc bằng nguyên tố p, ở giữa có
thể là những nguyên tố (nt) d và f.
Chu kỳ tổng quát gồm có:
2 nts (ns)-1ntd (n-1)d-14ntf (n-2)f-
-9ntd (n-1)d-6ntp (np)
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
35
+ Số thứ tự chu kỳ bằng số lượng tử n đặc
trưng cho lớp electron ngoài cùng của nguyên tố
trong chu kỳ.
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
36
* Nhóm:
+ Gồm các nguyên tố có:
Số e lớp ngoài cùng (PNC) hoặc
Số e phân lớp ngoài cùng (PNP)
giống nhau và bằng số thứ tự nhóm. 
+ Những e này được gọi là e hóa trị vì có khả
năng tham gia tạo liên kết hóa học.
+ Số e hóa trị bằng số thứ tự của nhóm.
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
37
* Phân nhóm:
+ Gồm các nguyên tố có cấu trúc e lớp ngoài cùng
(PNC) hoặc của những phân lớp ngoài cùng (PNP)
giống nhau.
+ Cấu hình e của phân nhóm:
Nhóm I II III IV V VI VII VIII
s + p ns
1
ns
2
ns
2
np
1
ns
2
np
2
ns
2
np
3
ns
2
np
4
ns
2
np
5
ns
2
np
6
d (n1)d10ns1 (n1)d1ns2 (n1)d3ns2 (n1)d5ns2
(n1)d10ns2 (n1)d2 ns2 (n1)d5ns1 (n1)d6,7,8ns2
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
38
+ Có một số ngoại lệ ở các PNP:
IB, IIB – (n-1)d10nsx
VIB – (n-1)dx-1ns1
VIIIB – (n1)d6,7,8ns2
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
39
* Ô:
+ Vị trí cụ thể của nguyên tố trong HTTH.
+ Số thứ tự của ô = Điện tích hạt nhân nguyên tố
= Số e = Số proton
= Số thứ tự của nguyên tố.
Tóm lại: Khi biết nguyên tố nằm ở ô nào thì sẽ xác định
cấu trúc e nguyên tử của nó.
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
40
Ví dụ 1: Viết cấu hình e của nguyên tố Sr có Z = 38
s2 p6 d10 f14
(K) 1 1s
(L) 2 2s 2p
(M) 3 3s 3p 3d
(N) 4 4s 4p 4d 4f
(O) 5 5s 5p 5d 5f
(P) 6 6s 6p 6d 6f
(Q) 7 7s 7p 7d 7f
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
41
Ví dụ 2: Viết cấu hình e của nguyên tố V có Z = 23
Ví dụ 3: Xác định vị trí của nt có cấu hình e:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
42
Câu 1 Hãy chọn trong các phát biểu dưới đây cĩ phát biểu
nào sai :
a)Điện tích hạt nhân nguyên tử của bất kì nguyên tố nào về
trị số bằng số thứ tự của nguyên tố đĩ trong bảng hệ thống
tuần hồn.
b)Tính chất của đơn chất, thành phần và tính chất các hợp
chất biến thiên tuần hồn theo chiều tăng của điện tích hạt
nhân.
c)Trong bảng hệ thống tuần hồn, phân nhĩm VIIIB chưa
phải là phân nhĩm chứa nhiều nguyên tố nhất.
d)Chu kì là một dãy các nguyên tố, mở đầu là một kim loại
kiềm và kết thúc là một khí hiếm.
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
43
Câu 2 Chọn phát biểu sai sau đây về bảng hệ thống tuần hồn các nguyên
tố hĩa học:
a) Các nguyên tố cùng 1 phân nhĩm chính cĩ tính chất tương tự nhau.
b) Các nguyên tố trong cùng chu kỳ cĩ tính chất tương tự nhau.
c) Các nguyên tố trong cùng một phân nhĩm chính cĩ tính khử tăng dần từ
trên xuống.
d) Các nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hồn được sắp xếp theo thứ tự
tăng dần điện tích hạt nhân các nguyên tố.
Câu 3 Chọn câu đúng:
"Số thứ tự của phân nhĩm bằng tổng số electron lớp ngồi cùng". Quy tắc
này:
a) Đúng với mọi phân nhĩm.
b) Sai với mọi phân nhĩm.
c) Đúng với các phân nhĩm chính, trừ Heli.
d) Đúng với các phân nhĩm phụ trừ phân nhĩm VIIIB.
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
44
II.3. CÁC TÍNH CHẤT BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN
CỦA CÁC NGUYÊN TỐ.
* Bán kính nguyên tử và ion (r):
Là đại lượng quy ước xác định dựa trên khoảng cách
giữa các hạt nhân của các nguyên tử tương tác (d).
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
45
Đối với ion: d = r
c
+ r
a
:
Đối với kim loại và phi 
kim loại: r = ½ d:
d
ra + rb
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
46
- Quy luật biến đổi: 
 Theo chu kỳ:
Từ trái sang phải: giảm. 
 Theo PNC:
Từ trên xuống: tăng. 
 Theo PNP (từ trên xuống):
Từ nguyên tố thứ 1 đến thứ 2: tăng, 
sang nguyên tố thứ 3: không tăng. 
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
47
Khi một nguyên tử nhận
thêm e để tạo thành ion âm thì
kích thước tăng lên rất nhiều:
“Bán kính của anion bao giờ
cũng lớn hơn bán kính của
nguyên tử tương ứng”.
Khi một nguyên tử mất e để
tạo thành ion dương thì kích
thước giảm đi rất nhiều: “Bán
kính của cation bao giờ cũng nhỏ
hơn bán kính của nguyên tử
tương ứng”.
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
48
* Năng lượng ion hóa (I):
- Là năng lượng cần để tách 1e ra khỏi nguyên tử
ở trạng thái khí không bị kích thích:
X
0
(k) + I = X
+
(k) +1e. 
- I đặc trưng cho khả năng nhường e (tính kim
loại) và được đo bằng đơn vị Kj / ntg hay eV/ nt.
- Quy luật biến đổi:
Theo chu kỳ, từ trái sang phải: tăng
Theo PNC, từ trên xuống dưới: giảm
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
49
* Aí lực e (F ) :
- Là năng lượng thoát ra hay thu vào khi kết
hợp thêm 1e vào nguyên tử ở thể khí thành ion âm:
X
0
(k) + 1e = X

(k)  F. 
- F đặc trưng cho khả năng nhận e (tính phi
kim loại) và cũng được đo bằng đơn vị giống I.
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
50
- Quy luật biến đổi:
Theo chu kỳ, từ trái sang phải: tăng;
Theo nhóm, từ trên xuống dưới: giảm;
Các nguyên tố p nhóm VII có F lớn nhất,
Các nguyên tố có cấu hình e lớp ngoài cùng:
s
2
, p
3
, s
2
p
6
có F nhỏ nhất. 
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
51
* Độ âm điện ( ):
- Đặc trưng cho khả năng của nguyên tử một
nguyên tố hút mật độ e về phía mình khi tạo liên
kết với nguyên tử của nguyên tố khác.
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
52
- Được xác định bằng nhiều phương pháp,
trong đó đáng chú ý là:
 Phương pháp Mullinken:  = ½ ( F + I ) .
 Phương pháp Pauling: dựa trên năng lượng 
liên kết (E) của các chất (A
2
, B
2
, AB): 
E = const ( 
A
 
B
)
2
với
const = 1 eV
const = 96,5 kJ/mol
const = 23,1 kcal/mol
BBAABA
EEEE  
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
53
Để tính, Pauling chọn độ âm điện của Flo bằng 4 
làm đơn vị so sánh. Thang độ âm điện tương đối của 
Pauling được sử dụng rộng rãi. 
Ví dụ: Tính độ âm điện của clo theo Pauling, cho biết 
E
F-F
= 37kcal/mol; E
Cl-Cl 
= 57,98kcal/mol; E
Cl-F
= 59,99kcal/mol
- Quy luật biến đổi: 
Theo chu kỳ, từ trái sang phải: tăng
Theo nhóm, từ trên xuống dưới: giảm.
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
54
H
2,1
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
Li
0,98
Be
1,5
B
2,0
C
2,5
N
3,07
O
3,5
F
4,0
Na
0,93
Mg
1,2
Al
1,6
Si
1,8
P
2,2
S
2,6
Cl
3,0
K
0,82
Ge
1,7
As
2,1
Se
2,5
Br
2,8
Rb
0,82
Sn
1,7
Sb
1,8
Te
2,1
I
2,6
Cs
0,79
Pb
1,6
Bi
1,7
Po
-
At
2,2
Độ âm điện của một số nguyên tố theo thang Pauling:
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
55
Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố
Bán kính 
nguyên 
tử
Năng 
lượng 
ion 
hĩa
Ái lực 
electron Độ âm 
điện
Tính kim 
loại
Tính 
phi 
kim
CHU KÌ
NHĨM A
Trong một chu kì: 
Hĩa trị cao nhất của nguyên tố trong hợp chất với oxi tăng từ 1 – 7
Hĩa trị của các phi kim trong hợp chất với Hidro giảm từ 4 - 1
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
56
QUAN HỆ GIỮA VỊ TRÍ VÀ TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN TỐ 
VỊ TRÍ TRONG 
BẢNG HTTH
STT CHU 
KÌ
NHĨM KIM LOẠI
PHI KIM
HĨA 
TRỊ 
CAO 
NHẤT 
VỚI 
OXI
HĨA 
TRỊ 
VỚI 
HDRO
Oxit
Cao 
Nhất
Axit
Hidroxit
Hợp 
chất 
khí 
với 
hidro
Cl 17 3 VIIA
Ca 20
P 15
Phi kim
Kim loại4 IIA
3 VA 5Phi kim
2
7 1
3
HClO4
Ca(OH)2
H3PO4
HX
PH3
Cl2O7 
CaO
P2O5
TÍNH CHẤT CƠ BẢN
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
57
Câu 1 Chọn phát biểu sai.
a) Trong một phân nhĩm chính, độ âm điện giảm dần từ trên xuống dưới.
b) Trong một phân nhĩm phụ, bán kính nguyên tử tăng đều từ trên xuống
dưới.
c) Trong một chu kì nhỏ (trừ khí hiếm), bán kính nguyên tử giảm dần từ
trái qua phải.
d) Tính kim loại giảm dần, tính phi kim loại tăng dần từ trái qua phải trong
một chu kì nhỏ (trừ khí hiếm).
Câu 6 Chọn phát biểu đúng:
a) Bán kính ion luơn nhỏ hơn bán kính nguyên tử.
b) Các ion của những nguyên tố nằm trong cùng một chu kỳ thì cĩ bán
kính bằng nhau.
c) Trong chuỗi ion đẳng electron (các ion cĩ số electron bằng nhau), ion 
cĩ số oxy hĩa lớn hơn cĩ kích thước nhỏ hơn.
d) Trong một chu kỳ, khi đi từ trái sang phải, bán kính của nguyên tố đứng
sau luơn nhỏ hơn bán kính của nguyên tố đứng trước.
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
58
Câu 3 Chọn câu đúng. Ái lực electron của nguyên tố:
a) Là năng lượng phát ra (-) hay thu vào (+) khi kết hợp electron vào 
nguyên tử ở thể khí khơng bị kích thích.
b) Là năng lượng cần tiêu tốn để kết hợp thêm electron vào nguyên tử 
trung hịa.
c) Tăng đều đặn trong một chu kì từ trái qua phải.
d) Cĩ trị số bằng năng lượng ion hĩa thứ nhất ( I1) của nguyên tố đĩ.
Câu 4 Chọn phát biểu đúng:
a) Độ âm điện của một kim loại lớn hơn độ âm điện của một phi kim
loại.
b) Trong một phân nhĩm chính, độ âm điện tăng dần từ trên xuống dưới.
c) Trong một chu kì, kim loại kiềm cĩ độ âm điện nhỏ nhất. 
d) Sự sai biệt giữa hai độ âm điện của A và B càng lớn thì liên kết A – B 
càng ít phân cực.
HÓA ĐẠI CƯƠNG nvhoa102@yahoo.com Chương 1
59
Câu 5 Trong các phát biểu dưới đây, phát biểu nào sai. 
Trong cùng một chu kỳ theo thứ tự từ trái qua phải, ta cĩ:
1) Số lớp electron tăng dần . 2) Tính phi kim loại giảm dần.
3) Tính kim loại tăng dần. 4) Tính phi kim loại tăng dần.
a) 1,2,4 b) 4 c) 1 d) 1,2,3
Câu 6 Phân nhĩm cĩ độ âm điện lớn nhất trong bảng hệ thống 
tuần hồn là :
a) Phân nhĩm IIIA b) Phân nhĩm VIIA
c) Phân nhĩm VIA d) Phân nhĩm IA