Lý thuyết KHTN 7 Bài 4 CTST: Sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

1. Nguyên tắc xây dựng bảng tuần hoàn

Muốn sắp xếp hơn một trăm nguyên tố cho gọn và dễ tra cứu, các nhà khoa học cần một tiêu chí chung. Tiêu chí được dùng hiện nay là điện tích hạt nhân của nguyên tử. Bảng tuần hoàn xây dựng theo ba nguyên tắc sau:

1. Các nguyên tố xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử.
2. Các nguyên tố có cùng số lớp electron được xếp thành một hàng.
3. Các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nhau được xếp thành một cột.

Mẹo nhớ: “Hàng ngang đếm lớp, cột dọc giống tính.” Nếu nhớ câu này thì bạn sẽ không nhầm chu kì với nhóm.

2. Cấu tạo của bảng tuần hoàn

Vị trí của một nguyên tố trong bảng được xác định bởi ba yếu tố: ô nguyên tố, chu kì và nhóm. Hai họ lanthanide và actinide được tách riêng thành hai hàng ở cuối bảng để bảng không bị quá dài.

2.1. Ô nguyên tố

Mỗi ô nguyên tố cho biết các thông tin cơ bản của một nguyên tố:

• Số hiệu nguyên tử: bằng số đơn vị điện tích hạt nhân, bằng số proton và bằng số electron của nguyên tử. Đây cũng là số thứ tự của nguyên tố trong bảng.
• Kí hiệu hóa học và tên nguyên tố.
• Khối lượng nguyên tử (tính theo amu).

Ví dụ ô số 8 là oxygen: số hiệu nguyên tử 8, kí hiệu O, khối lượng nguyên tử 16 amu. Nguyên tử oxygen có điện tích hạt nhân +8, tức là 8 proton và 8 electron.

Lỗi hay gặp: nhiều bạn lấy khối lượng nguyên tử (16) làm số hiệu nguyên tử. Số hiệu là số nhỏ, nằm ở góc ô và là số nguyên. Khối lượng nguyên tử mới là số thể hiện độ nặng của nguyên tử.

2.2. Chu kì

Chu kì là hàng ngang gồm các nguyên tố có cùng số lớp electron. Số thứ tự chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử.

• Bảng tuần hoàn hiện nay có 7 chu kì.
• Chu kì nhỏ: chu kì 1, 2, 3.
• Chu kì lớn: chu kì 4, 5, 6, 7.

Cách phân biệt chu kì nhỏ và lớn là dựa vào số nguyên tố trong chu kì đó. Chu kì 1 chỉ có 2 nguyên tố (H và He), chu kì 2 và 3 mỗi chu kì có 8 nguyên tố. Từ chu kì 4 trở đi số nguyên tố nhiều hơn hẳn.

2.3. Nhóm

Nhóm là cột dọc gồm các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nhau, xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân. Số thứ tự nhóm được kí hiệu bằng chữ số La Mã từ I đến VIII, gồm nhóm A và nhóm B.

• Nhóm IA: nguyên tử đều có 1 electron ở lớp ngoài cùng. Điện tích hạt nhân tăng từ Li (+3) đến Fr (+87). Trừ hydrogen, các nguyên tố trong nhóm này đều là kim loại hoạt động mạnh.
• Nhóm VIIA: nguyên tử đều có 7 electron ở lớp ngoài cùng. Điện tích hạt nhân tăng từ F (+9) đến Ts (+117). Các nguyên tố này là phi kim hoạt động mạnh (trừ At và Ts).

Với nhóm A, số thứ tự nhóm trùng với số electron ở lớp ngoài cùng. Vì vậy các nguyên tố cùng nhóm A có tính chất hóa học giống nhau: chúng có cùng số electron lớp ngoài.

3. Cách xác định vị trí nguyên tố từ số electron

Đây là dạng bài thường gặp nhất. Các bước làm như sau:

1. Số electron = số proton = số hiệu nguyên tử.
2. Xếp electron vào các lớp (lớp 1 tối đa 2 electron, lớp 2 tối đa 8 electron, lớp 3 với các nguyên tố đầu bảng tối đa 8 electron).
3. Số lớp electron cho biết chu kì. Số electron lớp ngoài cùng cho biết nhóm A.

Nguyên tố	Số hiệu	Electron theo lớp	Chu kì	Nhóm
Nitrogen (N)	7	2, 5	2	VA
Sodium (Na)	11	2, 8, 1	3	IA
Aluminium (Al)	13	2, 8, 3	3	IIIA
Chlorine (Cl)	17	2, 8, 7	3	VIIA
Calcium (Ca)	20	2, 8, 8, 2	4	IIA

Lưu ý: bảng trên chỉ áp dụng cho các nguyên tố nhóm A ở đầu bảng. Với helium (He), nguyên tử chỉ có 2 electron nhưng vẫn xếp ở nhóm VIIIA cùng các khí hiếm vì tính chất rất trơ.

4. Các nguyên tố kim loại

4.1. Kim loại nhóm A

Kim loại nhóm A gồm nhóm IA (trừ hydrogen), nhóm IIA, nhóm IIIA (trừ boron) và một số nguyên tố ở các nhóm tiếp theo.

• Nhóm IA gọi là nhóm kim loại kiềm.
• Nhóm IIA gọi là nhóm kim loại kiềm thổ.

4.2. Kim loại nhóm B

Tất cả nguyên tố nhóm B đều là kim loại. Mỗi nhóm B ứng với một cột trong bảng, riêng nhóm VIIIB có 3 cột. Một số kim loại nhóm B quen thuộc:

• Iron (sắt): làm vật liệu xây dựng, dao, kéo, cửa sắt, khung máy móc và phương tiện giao thông.
• Copper (đồng): làm dây dẫn điện, đúc tượng, làm nồi.
• Silver (bạc): làm đồ trang sức, linh kiện điện tử, bọc răng trong nha khoa.

Ghi nhớ: hơn 80% nguyên tố trong bảng tuần hoàn là kim loại, gồm một số nguyên tố nhóm A và toàn bộ nguyên tố nhóm B.

5. Các nguyên tố phi kim

• Vị trí: tập trung chủ yếu ở góc phải phía trên của bảng. Gồm hydrogen (nhóm IA), một số nguyên tố ở nhóm IIIA và IVA, hầu hết nguyên tố ở nhóm VA, VIA, VIIA.
• Trạng thái: ở điều kiện thường, phi kim có thể là rắn (như carbon, sulfur), lỏng (bromine) hoặc khí (như oxygen, chlorine).
• Nhóm VIIA gọi là nhóm halogen (gồm fluorine, chlorine, bromine, iodine…).
• Nhóm VIIIA là nhóm khí hiếm (helium, neon, argon…), rất trơ về mặt hóa học.

Lỗi hay gặp: hydrogen đứng ở nhóm IA nhưng là phi kim, nên không gọi nó là kim loại kiềm.

6. Sơ đồ tóm tắt để ôn nhanh

Khái niệm	Cách xác định	Ý nghĩa
Số hiệu nguyên tử	Số trong ô nguyên tố	= số proton = số electron = số đơn vị điện tích hạt nhân
Chu kì	Hàng ngang	= số lớp electron
Nhóm A	Cột dọc	= số electron lớp ngoài cùng
Kim loại	Phía trái và giữa bảng	Nhóm B đều là kim loại
Phi kim	Phía phải trên bảng	Gồm cả hydrogen

7. Bài luyện tập có đáp án

Bài 1. Nguyên tử của nguyên tố X có 12 proton và 3 lớp electron. Hãy xác định chu kì, nhóm của X và cho biết X thuộc loại nguyên tố nào.

Đáp án: X có 12 electron, phân bố 2, 8, 2. Có 3 lớp electron nên X ở chu kì 3. Có 2 electron lớp ngoài nên X ở nhóm IIA, là kim loại kiềm thổ (magnesium, Mg).

Bài 2. Nguyên tố Y ở chu kì 2, nhóm VIIA. Tính số electron của nguyên tử Y và cho biết Y là kim loại hay phi kim.

Đáp án: Chu kì 2 nên có 2 lớp electron, lớp 1 có 2 electron. Nhóm VIIA nên lớp ngoài có 7 electron. Tổng số electron là 2 + 7 = 9, nên số hiệu nguyên tử là 9 (fluorine, F). Y là phi kim thuộc nhóm halogen.

Bài 3. Nguyên tử Z có điện tích hạt nhân +19, các electron xếp thành 2, 8, 8, 1. Z thuộc ô số mấy, chu kì mấy, nhóm mấy?

Đáp án: Điện tích hạt nhân +19 nên Z ở ô số 19. Z có 4 lớp electron nên ở chu kì 4. Z có 1 electron lớp ngoài nên ở nhóm IA, là kim loại kiềm (potassium, K).

Bài 4 (đúng hay sai). “Các nguyên tố trong cùng một chu kì có tính chất hóa học tương tự nhau.”

Đáp án: Sai. Các nguyên tố cùng chu kì chỉ có cùng số lớp electron. Các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nhau mới nằm cùng một nhóm (cùng cột).

Học tiếp các bài liên quan

• Bài trước: Bài 3: Nguyên tố hóa học
• Bài sau: Bài 5: Phân tử – Đơn chất – Hợp chất
• Tiếp theo: Bài 6: Giới thiệu về liên kết hóa học và Bài 7: Hóa trị và công thức hóa học
• Luyện tập: Giải SGK KHTN 7 Bài 4, SBT KHTN 7 Bài 4 và 20 câu trắc nghiệm Bài 4
• Toàn bộ lý thuyết: Lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 – Chân trời sáng tạo

Câu hỏi thường gặp

Số hiệu nguyên tử cho biết điều gì?

Số hiệu nguyên tử bằng số đơn vị điện tích hạt nhân, bằng số proton và bằng số electron của nguyên tử. Nó cũng là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

Làm sao biết nguyên tố ở chu kì nào, nhóm nào?

Viết số electron theo từng lớp. Số lớp electron cho biết số thứ tự chu kì. Với nhóm A, số electron ở lớp ngoài cùng cho biết số thứ tự nhóm. Ví dụ Cl có 2, 8, 7 nên ở chu kì 3, nhóm VIIA.

Bảng tuần hoàn hiện nay có bao nhiêu chu kì? Chu kì nào là chu kì nhỏ?

Bảng có 7 chu kì. Chu kì nhỏ gồm chu kì 1, 2, 3. Chu kì lớn gồm chu kì 4, 5, 6, 7.

Nhóm IA và nhóm VIIA có tên gọi là gì?

Nhóm IA (trừ hydrogen) gọi là nhóm kim loại kiềm. Nhóm VIIA gọi là nhóm halogen, gồm các phi kim hoạt động mạnh. Nhóm IIA gọi là kim loại kiềm thổ.

Bài học liên quan

• Tại sao khi bón phân quá nhiều cây có thể chết? Giải thích dễ hiểu
• Thiết bị bắn tốc độ sử dụng trong giao thông gồm những gì?
• Zn có nguyên tử khối là bao nhiêu? Kẽm nặng 65 amu và cách tính
• Nêu ý nghĩa của tốc độ: tốc độ cho biết điều gì? Ví dụ và bài tập
• Ý nghĩa của tốc độ: tốc độ là đại lượng cho biết điều gì?
• Lý thuyết KHTN 7 Bài 21 Cánh diều: Hô hấp tế bào