Trong một chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân

Trả lời nhanh

Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân: số electron lớp ngoài cùng tăng từ 1 đến 8, bán kính nguyên tử giảm, độ âm điện tăng, tính kim loại giảm, tính phi kim tăng, tính axit của oxit và hiđroxit tăng, tính bazơ giảm. Nguyên nhân là các nguyên tử cùng số lớp electron nhưng lực hút của hạt nhân lên lớp ngoài cùng mạnh dần.

Vì sao các tính chất biến đổi như vậy?

Các nguyên tố trong cùng một chu kì có cùng số lớp electron. Đi từ trái sang phải, điện tích hạt nhân tăng thêm 1 đơn vị mỗi nguyên tố, đồng thời nguyên tử cũng nhận thêm 1 electron, nhưng electron này vào cùng lớp ngoài cùng.

Vì số lớp không đổi nên hầu như không có thêm “lớp chắn” mới. Hạt nhân mang điện dương lớn hơn sẽ kéo các electron lớp ngoài cùng lại gần hơn và giữ chặt hơn. Gần như mọi quy luật dưới đây đều bắt nguồn từ ý này.

Bảng tóm tắt quy luật trong một chu kì

Đại lượng	Biến đổi (trái → phải)	Giải thích ngắn
Số electron lớp ngoài cùng	Tăng từ 1 đến 8 (chu kì 1: từ 1 đến 2)	Mỗi nguyên tố thêm 1 electron vào lớp ngoài cùng
Bán kính nguyên tử	Giảm dần	Lực hút của hạt nhân tăng, cùng số lớp electron
Độ âm điện	Tăng dần	Nguyên tử hút electron liên kết mạnh hơn
Năng lượng ion hoá thứ nhất	Nhìn chung tăng	Khó tách electron ngoài cùng hơn
Tính kim loại	Giảm dần	Khó nhường electron hơn
Tính phi kim	Tăng dần	Dễ nhận electron hơn
Tính bazơ của oxit, hiđroxit	Giảm dần	Tính kim loại giảm
Tính axit của oxit, hiđroxit	Tăng dần	Tính phi kim tăng

Minh hoạ bằng chu kì 3

Chu kì 3 gồm Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar. Độ âm điện (thang Pauling) của 7 nguyên tố đầu là:

Nguyên tố	Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl
Độ âm điện	0,93	1,31	1,61	1,90	2,19	2,58	3,16

Số liệu tăng đều, khớp với quy luật. Na là kim loại mạnh, Cl là phi kim mạnh, Si ở giữa mang tính bán dẫn.

Oxit và hiđroxit tương ứng

Nguyên tố	Oxit cao nhất	Hiđroxit tương ứng	Tính chất
Na	Na₂O	NaOH	Bazơ mạnh
Mg	MgO	Mg(OH)₂	Bazơ yếu
Al	Al₂O₃	Al(OH)₃	Lưỡng tính
Si	SiO₂	H₂SiO₃	Axit rất yếu
P	P₂O₅	H₃PO₄	Axit trung bình
S	SO₃	H₂SO₄	Axit mạnh
Cl	Cl₂O₇	HClO₄	Axit rất mạnh

Đi từ Na đến Cl, tính bazơ giảm, đi qua Al(OH)₃ lưỡng tính rồi chuyển sang tính axit tăng dần. Khi gặp câu hỏi so sánh tính axit hoặc bazơ trong cùng chu kì, hãy xếp các nguyên tố theo chiều điện tích hạt nhân rồi suy ra.

Những chỗ dễ nhầm

Nhầm bán kính tăng. Bán kính tăng khi đi xuống trong một nhóm (thêm lớp electron). Trong một chu kì thì bán kính giảm.
Nhầm khí hiếm. Khí hiếm cuối chu kì có lớp ngoài cùng bão hoà nên không nói tính phi kim mạnh nhất. Nguyên tố phi kim mạnh nhất chu kì thường là halogen (nhóm VIIA).
Năng lượng ion hoá có ngoại lệ. Ở chu kì 3, năng lượng ion hoá thứ nhất của Al nhỏ hơn Mg, của S nhỏ hơn P. Vì vậy ta nói “nhìn chung tăng”, không nói “luôn tăng”.
Hoá trị trong hợp chất với oxi tăng từ 1 đến 7 (bằng số thứ tự nhóm A), còn hoá trị với hiđro của phi kim giảm từ 4 xuống 1 (nhóm IVA đến VIIA).

Mẹo nhớ nhanh

Hãy nhớ hình ảnh “đi sang phải thì nguyên tử bé lại và hút electron khoẻ hơn”. Bé lại là bán kính giảm. Hút khoẻ hơn là độ âm điện tăng, tính phi kim tăng. Tính kim loại và tính bazơ thì ngược lại, chúng giảm.

Bài luyện tập

Sắp xếp theo chiều bán kính nguyên tử tăng dần: Cl, Na, P, Mg.
Đáp án: Cl < P < Mg < Na (cùng chu kì 3, đi từ Na đến Cl bán kính giảm).
So sánh tính axit của H₃PO₄ và H₂SO₄.
Đáp án: S đứng sau P trong chu kì 3 nên tính phi kim mạnh hơn, do đó H₂SO₄ có tính axit mạnh hơn H₃PO₄.
Nguyên tố X thuộc chu kì 3, có 2 electron ở lớp ngoài cùng. Hãy cho biết X là nguyên tố nào và hiđroxit của X có tính chất gì.
Đáp án: X có cấu hình 1s²2s²2p⁶3s² nên là Mg (Z = 12). Hiđroxit Mg(OH)₂ là bazơ yếu, tính bazơ nhỏ hơn NaOH.

Câu hỏi thường gặp

Trong một chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân thì bán kính nguyên tử thay đổi thế nào?

Bán kính nguyên tử giảm dần. Các nguyên tử có cùng số lớp electron nhưng điện tích hạt nhân tăng nên lực hút lên lớp ngoài cùng mạnh hơn.

Tính kim loại và tính phi kim biến đổi ra sao trong một chu kì?

Tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần từ trái sang phải, vì nguyên tử khó nhường electron hơn và dễ nhận electron hơn.

Độ âm điện trong một chu kì tăng hay giảm?

Độ âm điện tăng dần theo chiều tăng điện tích hạt nhân. Ví dụ chu kì 3: Na 0,93, Mg 1,31, Al 1,61, Si 1,90, P 2,19, S 2,58, Cl 3,16.

Năng lượng ion hoá thứ nhất có luôn tăng trong một chu kì không?

Không. Nhìn chung nó tăng, nhưng có ngoại lệ, chẳng hạn ở chu kì 3 thì Al thấp hơn Mg và S thấp hơn P.