Tailieumoi.vn xin giới thiệu đến các quý thầy cô, các em học sinh đang trong quá trình ôn tập tài liệu Cách xác định nhóm nguyên tố dựa vào cấu hình electron, tài liệu bao gồm có định nghĩa, công thức tính và các dạng bài tập, giúp các em học sinh có thêm tài liệu tham khảo trong quá trình ôn tập, củng cố kiến thức và chuẩn bị cho kì thi môn Hóa sắp tới. Chúc các em học sinh ôn tập thật hiệu quả và đạt được kết quả như mong đợi.

Cách xác định nhóm nguyên tố dựa vào cấu hình electron

1. Phương pháp xác định nhóm nguyên tố

- Viết cấu hình electron => Vị trí dựa vào số hiệu nguyên tử, số electron lớp ngoài cùng và số lớp electron

- Xác định khối nguyên tố:

   + Khối nguyên tố s gồm các nguyên tố thuộc nhóm IA và nhóm IIA: [Khí hiếm]ns^1-2

   + Khối nguyên tố p gồm các nguyên tố thuộc nhóm IIIA đến nhóm VIIIA (trừ nguyên tố He): [Khí hiếm]ns²np^1-6

   + Khối nguyên tố d gồm các nguyên tố thuộc nhóm B: [Khí hiếm](n-1)d^1-10ns^1-2

   + Khối nguyên tố f gồm các nguyên tố xếp thành 2 hàng ở cuối bảng tuần hoàn:

[Khí hiếm](n-2)f^0-14(n-1)d^0-2ns²

- Xác định kim loại, phi kim hay khí hiếm:

- Đối với nhóm A:

   + Có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng => kim loại

   + Có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng => phi kim

   + Có 8 electron ở lớp ngoài cùng => khí hiếm

- Tất cả nguyên tố nhóm B là kim loại

2. Bài tập vận dụng

Bài 1. Xác định vị trí (số thứ tự, chu kỳ, nhóm, phân nhóm) các nguyên tố sau đây trong bảng tuần hoàn, cho biết cấu hình electron của nguyên tử các nguyên tố đó như sau:

1. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²       2. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²

Lời giải:

1. Số thứ tự 20, chu kì 4, nhóm IIA.

2. Số thứ tự 25, chu kì 4, nhóm VIIB.

Bài 2. Ion M³⁺có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s²3p⁶3d⁵.

   a, Xác định vị trí (số thứ tự, chu kỳ, nhóm) của M trong bảng tuần hoàn. Cho biết M là kim loại gì?

   b, Trong điều kiện không có không khí, cho M cháy trong khí Cl₂ thu được một chất A và nung hỗn hợp bột (M và S) được một hợp chất B. Bằng các phản ứng hóa học, hãy nhận biết thành phần và hóa trị của các nguyên tố trong A và B.

Lời giải:

   a, Tổng số electron của nguyên tử M là 26. Số thứ tự 26, chu kì 4, nhóm VIIIB. M là Fe.

   b, Fe cháy trong khí clo:

      2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

Hòa tan sản phẩm thu được vào nước thu được dung dịch. Lấy vài ml dung dịch cho tác dụng với dung dịch AgNO₃, có kết tủa trắng chứng tỏ có gốc clorua:

         FeCl₃ + 3AgNO₃ → Fe(NO₃ ) ₃ + 3AgCl

Lặp lại thí nghiệm với dung dịch NaOH, có kết tủa nâu đỏ chứng tỏ có Fe(III):

      FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH) ₃ + 3NaCl

- Nung hỗn hợp bột Fe và bột S:

      Fe + S → FeS

Cho B vào dung dịch H₂ SO₄ loãng, có khí mùi trứng thối bay ra chứng tỏ có gốc sunfua:

      FeS + H₂ SO₄ → FeSO₄ + H₂ S (trứng thối)

Nhỏ dung dịch NaOH vào dung dịch thu được, có kết tủa trắng xanh chứng tỏ có Fe(II):

      FeSO₄ + 2NaOH → Na₂ SO₄ + Fe(OH) ₂ (trắng xanh)

Bài 3. Xác định vị trí của nguyên tố có Z = 20 và nguyên tố có Z = 29.

Lời giải:

Đáp án:

- Với nguyên tố có Z = 20 thì cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² trong bảng tuần hoàn nguyên tố đó ở

+) Ô thứ 20.

+) Chu kì 4: vì có 4 lớp electron.

+) Nhóm IIA vì có 2 electron cuối cùng chiếm obitan 4s² ở lớp ngoài cùng.

- Với nguyên tố có Z = 29 thì cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ trong bảng tuần hoàn nguyên tố đó ở.

+) Ô thứ 29.

+) Chu kì 4 vì có 4 lớp electron.

+) Nhóm IB vì có electron ứng với mức năng lượng cao nhất chiếm obitan 3d; tổng số electron ở (n - l)d và ns là 11 nên thuộc nhóm 11 - 10 = 1.

Bài 4. Biết nguyên tố R thuộc chu kì 2 nhóm VA của bảng tuần hoàn. Hãy viết cấu hình electron của nguyên tử R.

Lời giải:

Đáp án:

E thuộc chu kì 2 ⇒ Có 2 lớp electron. R thuộc nhóm VA ⇒ Có 5 electron lớp ngoài cùng ⇒ Cấu hình electron của R: ls32s²2p³.

Bài 5. Một nguyên tố có cấu hình electron nguyên tử như sau:

1s²2s²2p⁴; 1s²2s²2p³;

1s²2s²2p⁶3s²3p¹; 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵.

a) Hãy xác định số electron hóa trị của từng nguyên tố.

b) Hãy xác định vị trí của chúng (chu kì, nhóm) trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Lời giải:

Đáp án:

a) số electron hóa trị của từng nguyên tố:

+) 1s² 2s² 2p⁴: Có 6 electron hóa trị.

+) 1s² 2s² 2p³: Có 5 electron hóa tri

+) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹: Có 3 electron hóa trị

+) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵: Có 7 electron hóa trị

b) Ví trí (chu kỳ, nhóm) cửa các nguyên tố:

Dựa vào cấu hình electron của nguyên tử cho biết:

Số lớp electron suy ra số thứ tự của chu kì.

Các electron lớp ngoài cùng là electron s và electron p nên chúng đều là nguyên tố p, do vậy chúng thuộc nhóm A, vì thế số electron ngoài cùng cho biết số thứ tự của nhóm.

+) 1s² 2s² 2p⁴: Thuộc chu kì 2, nhóm VIA.

+) 1s² 2s² 2p³: Thuộc chu kì 2, nhóm VA.

+) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹: Thuộc chu kì , nhóm IIIA

+) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵: Thuộc chu kì 3, nhóm VIIA

Bài 6. Nguyên tử X, anion Y^-, cation Z^- đều có cấu hình electron ở lớp ngoài cùng là 4s²4p⁶. Cho biết vị trí (chu kì, nhóm) và tính chất (phi kim hay kim loại) của X, Y, Z trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Lời giải:

Đáp án:

Từ cấu hình electron ở lớp ngoài cùng là 4s²4p⁶ suy ra cấu hình electron đầy đủ là: ls²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶.

+) Nguyên tố X: ls²2s²2p⁶3s²3p⁶3d104s²4p⁶.

Thuộc chu kì 4, nhóm VIIIA; có 8e lớp ngoài cùng X là khí hiếm.

+) Nguyên tố Y: Từ Y + 1e = Y^-

Nên cấu hình của Y là: ls²2p²2p⁶3s²3p⁶3d104s²4p⁶, thuộc chu kì 4, nhóm VIIA; có 7e lớp ngoài cùng ⇒ Y là phi kim.

+) Nguyên tố Z: Từ z = z⁺ + le

Nên cấu hình của z là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d104s²4p⁶5s¹, thuộc chu kì 5, nhóm IA; có 1e lớp ngoài cùng z là kim loại.

Câu 8. Cation (ion dương) X⁺ có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 2p⁶.

a) Viết cấu hình electron và sự phân bố electron theo obitan của nguyên tố X.

b) Cho biết vị trí của X.

Lời giải:

Đáp án:

a) Viết cấu hình electron và sự phân bố electron vào obitan.

Vì cation X⁺ là do nguyên tử X mất đi 1 electron nên cấu hình electron của X: 1s²2s²2p⁶2s² 3s¹ và sự phân bố các obitan như sau:

b) X thuộc chu kì 3 vì có 3 lớp electron.

X thuộc nhóm IA vì có 1 electron ở lớp ngoài cùng.

X thuộc ô 11 vì có tổng điện tích 11.