Bài 4: SƠ LƯỢC VỀ BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC | Khoa Học Tự nhiên 7 | Chương I: Nguyên tử. Sơ lược về bảng tuần hoàn. Các nguyên tố hóa học. - Lớp 7 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

MỤC TIÊU

- Nêu được các nguyên tắc xây dựng bằng tuần hoàn các nguyên tố hoá học.

- Mô tả được cấu tạo bằng tuần hoàn gồm ô, nhóm, chu kì.

- Sử dụng được bảng tuần hoàn để chỉ ra các nhóm nguyên tố kim loại, phi kim, khí hiếm.

I - Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố hoá học trong bảng tuần hoàn

Sắp xếp các nguyên tố hoá học Chuẩn bị:

- 18 thẻ ghi thông tin của 18 nguyên tố đầu tiên theo mẫu trong Hình 4.1.

Hình 4.1 Các thông tin về nguyên tố carbon

Bảng mẫu:

Tiến hành: gắn các thẻ vào bảng mẫu ở trên từ trái qua phải, từ trên xuống dưới, mỗi thẻ vào 1 ô theo chiều tăng dần số đơn vị điện tích hạt nhân của các nguyên tố

Thảo luận nhóm và nhận xét về các đặc điểm của bảng sau khi đã sắp xếp:

1. Sự thay đổi số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên từ các nguyên tố trong một hàng khi đi từ trái sang phải.

2. Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong cùng một cột.

Năm 1869, Men-đê-lê-ép (D. I. Mendeleev) (1834 – 1907), nhà bác học người Nga đã xây dựng bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học theo chiều tăng dần khối lượng nguyên từ. Sau đó, các nhà khoa học đã chứng minh rằng điện tích hạt nhân nguyên từ mới là cơ sở để xây dựng bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học.

Ngày nay, bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học (gọi tắt là bảng tuần hoàn) gồm 118 nguyên tố hoá học (xem Bảng tuần hoàn trang 25), được xây dựng theo nguyên tắc sau:

- Các nguyên tố hoá học được xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.

- Các nguyên tố trong cùng một hàng có cùng số lớp electron trong nguyên tử.

- Các nguyên tố trong cùng cột có tính chất gắn giống nhau.

• Tuần hoàn là tính lặp đi lặp lại một cách đều đặn dấu hiệu nào đó. Tính tuần hoàn phổ biến trong thế giới tự nhiên không chỉ trong sự tuần hoàn tỉnh chất các nguyên tố mà góm cả sự tuần hoàn trong quá trình vận chuyến và chuyển hoá các chất trong cơ thể sinh vật, sự tuần hoàn của nước trên Trái Đất...
• Ngay từ khi chưa biết rõ về cấu tạo nguyên từ, các nhà khoa học đã tìm cách phân loại, sắp xếp các nguyên tố hoá học để tìm ra quy luật về tính chất của chúng. Trong lịch sử nghiên cứu, một số quy luật sắp xếp đã được tìm ra nhưng đều không thành công. Đến năm 1869, Men-đê-lê-ép sắp xếp 63 nguyên tố hoá học đã biết thời đó theo chiều tăng dần khối lượng nguyên từ và phát hiện ra rằng tính chất của các nguyên tố được lặp lại đều đặn sau một số nguyên tố nhất định. Tuy nhiên, ông đã hiệu chỉnh vị trí một số nguyên tố trái với nguyên tắc sắp xếp để chúng phù hợp với quy luật về biến đối tính chất và dự đoán vị trí một số nguyên tố chưa biết. Tiên đoán của Men-đê-lê-ép là đúng sau khi các nhà khoa học tìm ra các nguyên tố mới. Để ghi nhận sự cống hiến vĩ đại của ông, năm 1955, các nhà vật lí người Mỹ đã đặt tên nguyên tố họ tổng hợp được có số thứ tự 101 trong bằng tuần hoàn là Mendelevium (Md).

II – Cấu tạo bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học

1. Ô nguyên tố

Mỗi nguyên tố hoá học được xếp vào một ô của bảng tuần hoàn, gọi là ô nguyên tố. Ô nguyên tố cho biết: kí hiệu hoá học, tên nguyên tố, số hiệu nguyên tử và khối lượng nguyên tử của nguyên tố đó, Số hiệu nguyên tử = Số đơn vị điện tích hạt nhân = Số electron trong nguyên tử. Số hiệu nguyên tử chính là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Ví dụ: Các thông tin về nguyên tố ở ở số 8 trong bảng tuần hoàn được chỉ ra trong Hình 4.2.

Hình 4.2 Ô nguyên tố oxygen

2. Chu kì

Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần khi đi từ trái sang phải.

Bảng tuần hoàn hiện nay gồm 7 chu kì được đánh số từ 1 đến 7, mỗi chu kì là 1 hàng ngang (riêng chu kì 6 và chu kì 7, mỗi chu kì có thêm 1 hàng xếp tách riêng ở cuối bảng).

Chu kì 1, 2, 3 được gọi là các chu kì nhỏ, chu kì 4, 5, 6, 7 được gọi là các chu kì lớn.

Vĩ dụ: Chu kì 1 gồm 2 nguyên tố là H và He, chu kì 2 gồm 8 nguyên tố từ Li đến Ne và chu kì 3 gồm 8 nguyên tố từ Na đến Ar (xem Hình 4.3).

Hình 4.3. Các nguyên tố thuộc ba chu kì đầu tiên của bảng tuần hoàn

Tìm hiểu mối quan hệ giữa số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố với số thứ tự của chu kì

Chuẩn bị: 6 mô hình sắp xếp electron ở vỏ nguyên tử của sáu nguyên tố H. He, Li, Be, C. N theo mẫu được mô tả trong Hình 4.4.

Hình 4.4 Mô hình sắp xếp các electron ở vô nguyên tử nitrogen

Quan sát các mô hình đã chuẩn bị, thảo luận và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Hãy cho biết số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trên.

2. So sánh số lớp electron của nguyên từ các nguyên tố trên với số thứ tự chu kì của các nguyên tố đó.

Trong bảng tuần hoàn, số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì đó.

3. Nhóm

Bảng tuần hoàn gồm 8 nhóm A được đánh số từ IA đến VIIIA và 8 nhóm B được đánh số từ IB đến VIIIB (xem Bảng tuần hoàn trang 25).

Các nguyên tố trong cùng một nhóm A có số electron ở lớp ngoài cùng bằng nhau (trừ trường hợp nguyên tố He), do vậy chúng có tính chất gần giống nhau.

Trong cùng một nhóm, khi đi từ trên xuống dưới, điện tích hạt nhân của nguyên tử các nguyên tố tăng dần.

Ví dụ:

Nhóm IA gồm 7 nguyên tố từ 1 đến Fr (xem Hình 4.5a). Các nguyên tố trong nhóm IA là các kim loại điển hình (trừ H).

Nhóm VIIA gồm 6 nguyên tố từ F đến Ts (xem HÌnh 4.5b). Các nguyên tố nhóm VIIA nên còn có thể được xếp ở vị trí đầu nhóm VIIA.

Số thứ tự của nhóm A bằng số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tổ trong nhóm đó.

III- Vị trí các nhóm nguyên tố kim loại, phi kim và khí hiếm trong bảng tuần hoàn

1. Các nguyên tố kim loại

Trong số 118 nguyên tố hoá học đã biết có hơn 90 nguyên tố là kim loại. Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố kim loại ở góc dưới bên trái của bảng và được thể hiện bằng màu xanh (xem Bảng tuần hoàn trạng 25). Chúng gồm:

- Hầu hết các nguyên tố thuộc nhóm IA, nhóm IIA, nhóm IIIA và một số nguyên tố ở các nhóm IVA, VA, VIA.

- Các nguyên tố thuộc nhóm IB đến VIIIB, các nguyên tổ lanthanide và các nguyên tố actinide được xếp riêng thành hai hàng ở cuối bảng.

Một số nguyên tố kim loại thông dụng và ứng dụng của chúng trong đời sống được chỉ ra trong

 Hình 4.6. Ứng dụng của một số nguyên tố kim loại thông dụng trong đời sống

2. Các nguyên tố phi kim

Một số phi kim rất quen thuộc trong đời sống của chúng ta như: oxygen là phi kim không thể thiếu với sự sống của hầu hết sinh vật, được tạo ra trong quá trình quang hợp và được sử dụng trong quá trình hô hấp; chlorine có thể được dùng để khử trùng nước sinh hoạt.

Trong số 118 nguyên tố hoá học đã biết, có chưa đến 20 nguyên tố là phi kim. Ở điều kiện thường, chúng có thể ở thể rắn, thể lỏng hay thể khí (xem Hình 4.7). Trong bảng tuấn hoàn, các nguyên tố phi kim chủ yếu ở góc trên bên phải của bảng, được thể hiện bằng màu hồng (xem Bảng tuần hoàn trang 25). Chúng gồm:

- Hầu hết các nguyên tố thuộc nhóm VIIA, VIA, VA.

- Một số nguyên tố thuộc nhóm IVA, IIIA.

- Nguyên tố H ở nhóm IA.

a) Nguyên tố 0, 5 thuộc nhóm VIA b) Nguyên tố CI, Br thuộc nhóm VIIA

Hình 4.7 Trạng thái, màu sắc của một số phi kim ở điều kiện thường

3. Các nguyên tố khí hiếm

Trong số 118 nguyên tố đã biết có 7 nguyên tố là nguyên tố khí hiếm. Nguyên tử của chúng có lớp electron ngoài cùng bền vững nên khó bị biến đổi hoá học. Một số ứng dụng trong đời sống của khí hiếm như: He được sử dụng trong khinh khí cầu, Ne được dùng trong đèn LED,...

Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố khí hiếm nằm ở nhóm VIIIA và được thể hiện bằng màu vàng (xem Bảng tuần hoàn trang 25).

1. Sử dụng bảng tuần hoàn, hãy xác định với (số thứ tự, chu kì, nhóm) của khí hiếm neon.

2. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học gồm các nguyên tố:

A. Kim loại và phi kim

B. Phi kim và khí hiếm

C. Kim loại và khí hiếm

D. Kim loại, phi kim và khí hiếm.

Hãy chọn đáp án đúng nhất.

3. Cho các nguyên tố sau:

a) Sử dụng bảng tuần hoàn, hãy cho biết trong các nguyên tố trên, nguyên tố nào là kim loại, nguyên tố nào là phi kim.

b) Nêu ứng dụng trong đời sống của một nguyên tố trong số các nguyên tố trên.