Cấu tạo bảng tuần hoàn: 7 chu kỳ và 18 nhóm
Lớp 10Hóa học

Cấu tạo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học: ô, chu kì, nhóm, khối

Trả lời nhanh

Bảng tuần hoàn hiện đại xếp các nguyên tố theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần. Bảng gồm các ô nguyên tố, 7 chu kì (7 hàng ngang) và các nhóm (cột dọc): 8 nhóm A và 8 nhóm B. Theo cấu hình electron, bảng chia thành bốn khối s, p, d, f. Hiện bảng có 118 nguyên tố.

1. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố

Bảng tuần hoàn hiện đại được xây dựng dựa trên ba nguyên tắc:

  1. Các nguyên tố xếp theo chiều điện tích hạt nhân (số hiệu nguyên tử Z) tăng dần.
  2. Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng (chu kì).
  3. Các nguyên tố có tính chất hoá học gần giống nhau, thường do cùng số electron hoá trị, được xếp thành một cột (nhóm).

Mendeleev (1869) từng xếp theo khối lượng nguyên tử tăng dần. Cách này có vài chỗ “lệch” (ví dụ cặp Ar và K). Khi biết cấu tạo nguyên tử, người ta chuyển sang sắp xếp theo Z và khắc phục được những chỗ lệch đó.

2. Ô nguyên tố

Mỗi nguyên tố chiếm một ô trong bảng. Số thứ tự của ô đúng bằng số hiệu nguyên tử Z, tức là số proton = số electron của nguyên tử trung hoà. Trong ô thường ghi thêm kí hiệu hoá học, tên nguyên tố, nguyên tử khối trung bình và độ âm điện.

Ví dụ: ô số 17 là clo (Cl), nghĩa là nguyên tử Cl có 17 proton và 17 electron.

3. Chu kì

Chu kì là dãy nguyên tố có cùng số lớp electron, xếp theo chiều Z tăng dần. Số thứ tự chu kì = số lớp electron. Mỗi chu kì (trừ chu kì 1) bắt đầu bằng một kim loại kiềm và kết thúc bằng một khí hiếm.

Chu kì Số nguyên tố Từ … đến … Phân loại
1 2 H (Z = 1) → He (Z = 2) Chu kì nhỏ
2 8 Li (3) → Ne (10) Chu kì nhỏ
3 8 Na (11) → Ar (18) Chu kì nhỏ
4 18 K (19) → Kr (36) Chu kì lớn
5 18 Rb (37) → Xe (54) Chu kì lớn
6 32 Cs (55) → Rn (86) Chu kì lớn
7 32 Fr (87) → Og (118) Chu kì lớn

Cộng lại: 2 + 8 + 8 + 18 + 18 + 32 + 32 = 118 nguyên tố. Chu kì 1, 2, 3 là chu kì nhỏ; chu kì 4 đến 7 là chu kì lớn.

4. Nhóm nguyên tố

Nhóm là tập hợp các nguyên tố có cấu hình electron lớp ngoài cùng tương tự nhau, nên tính chất hoá học gần giống nhau và được xếp thành một cột. Bảng có 18 cột, chia thành 16 nhóm: 8 nhóm A và 8 nhóm B.

Nhóm A (IA → VIIIA)

  • Gồm các nguyên tố s và p; số thứ tự nhóm = số electron hoá trị (số electron lớp ngoài cùng).
  • Ví dụ: IA (kim loại kiềm, 1e), IIA (kiềm thổ, 2e), VIIA (halogen, 7e), VIIIA (khí hiếm, 8e; riêng He chỉ có 2e).

Nhóm B (IB → VIIIB)

  • Gồm các nguyên tố d và f, đều là kim loại, bắt đầu từ chu kì 4 (còn gọi là kim loại chuyển tiếp).
  • Electron hoá trị nằm ở phân lớp ngoài cùng ns và phân lớp (n−1)d chưa bão hoà hoặc vừa bão hoà.
  • Nhóm VIIIB gồm 3 cột liền nhau, nên 8 nhóm B chiếm 10 cột.

Như vậy 18 cột = 2 (IA, IIA) + 10 (nhóm B) + 6 (IIIA → VIIIA).

5. Các khối nguyên tố

Dựa vào phân lớp mà electron cuối cùng điền vào, bảng chia thành bốn khối.

Khối Vị trí Cấu hình electron lớp ngoài
s Nhóm IA, IIA (cùng He) ns1 hoặc ns2
p Nhóm IIIA → VIIIA (trừ He) ns2np1–6
d Các nhóm B (trừ họ f) (n−1)d1–10ns1–2
f Họ lantan và họ actini, xếp thành hai hàng riêng ở cuối bảng Electron cuối điền vào phân lớp (n−2)f

Quan sát bố cục khối trên sơ đồ dưới đây.

Sơ đồ bố cục bảng tuần hoàn gồm 18 cột, 7 chu kì và bốn khối s, p, d, f
Bố cục các khối s, p, d, f trong bảng tuần hoàn (sơ đồ minh hoạ, không ghi từng nguyên tố).

6. Cách xác định vị trí nguyên tố từ cấu hình electron

  1. Viết cấu hình electron của nguyên tử.
  2. Chu kì = số lớp electron (số n lớn nhất).
  3. Nhóm A (nguyên tố s, p): số electron lớp ngoài cùng = số thứ tự nhóm.
  4. Nhóm B (nguyên tố d): cộng số electron ở (n−1)d và ns. Tổng từ 3 đến 7 thì đó là số nhóm B (IIIB → VIIB); tổng bằng 8, 9, 10 thì thuộc VIIIB; bằng 11 là IB; bằng 12 là IIB.

Ví dụ 1. Cl (Z = 17): 1s22s22p63s23p5. Có 3 lớp, 7 electron lớp ngoài cùng, electron cuối điền vào p. Vậy Cl ở ô 17, chu kì 3, nhóm VIIA.

Ví dụ 2. Fe (Z = 26): [Ar]3d64s2. Có 4 lớp, 6 + 2 = 8 electron hoá trị, electron cuối điền vào d. Vậy Fe ở ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB.

Ví dụ 3. Cu (Z = 29): [Ar]3d104s1 (cấu hình bão hoà d). Tổng 10 + 1 = 11, nên Cu ở chu kì 4, nhóm IB.

7. Lỗi sai thường gặp

  • Nhầm “số electron lớp ngoài cùng” với “tổng số electron”: chỉ nhóm A mới lấy số electron lớp ngoài cùng làm số nhóm.
  • Quên rằng Cr (Z = 24) và Cu (Z = 29) có cấu hình đặc biệt (3d54s1 và 3d104s1), dẫn đến xác định sai nhóm.
  • Xếp He vào nhóm IIA vì có 2 electron; thực tế He thuộc nhóm VIIIA vì là khí hiếm.
  • Nghĩ rằng chu kì 2, 3 cũng có nhóm B; nhóm B chỉ bắt đầu từ chu kì 4.

Mẹo nhớ: “Hàng ngang là lớp, cột dọc là electron hoá trị” – chu kì đếm số lớp, nhóm đếm electron hoá trị.

8. Bài luyện tập

  1. Nguyên tố S (Z = 16) nằm ở chu kì và nhóm nào?
  2. Nguyên tố Mn (Z = 25) có cấu hình [Ar]3d54s2. Xác định chu kì, nhóm.
  3. Nguyên tố X thuộc chu kì 3, nhóm IIIA. Viết cấu hình electron và cho biết Z.

Đáp án:

  1. Cấu hình 1s22s22p63s23p4: 3 lớp, 6 electron lớp ngoài cùng, vậy chu kì 3, nhóm VIA.
  2. Có 4 lớp; 5 + 2 = 7 electron hoá trị, electron cuối điền vào d, nên chu kì 4, nhóm VIIB.
  3. X có 3 lớp electron và 3 electron lớp ngoài cùng: 1s22s22p63s23p1, suy ra Z = 13 (nhôm, Al).

Câu hỏi thường gặp

Bảng tuần hoàn có bao nhiêu chu kì, bao nhiêu nhóm?

Bảng tuần hoàn có 7 chu kì (3 chu kì nhỏ và 4 chu kì lớn) và 18 cột, chia thành 16 nhóm gồm 8 nhóm A và 8 nhóm B (nhóm VIIIB chiếm 3 cột).

Số thứ tự chu kì và số thứ tự nhóm A cho biết điều gì?

Số thứ tự chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử. Số thứ tự nhóm A bằng số electron lớp ngoài cùng, cũng là số electron hoá trị.

Vì sao He thuộc nhóm VIIIA dù chỉ có 2 electron?

He có lớp ngoài cùng đã bão hoà (1s²) và tính chất trơ giống các khí hiếm khác như Ne, Ar nên được xếp cùng nhóm VIIIA.

Bảng tuần hoàn hiện nay có bao nhiêu nguyên tố?

Hiện bảng có 118 nguyên tố, từ hiđro (Z = 1) đến oganesson (Z = 118), lấp đầy 7 chu kì.

Bài học liên quan