Trả lời nhanh
Sulfur (S) ở chu kì 3, nhóm VIA nên nguyên tử có 3 lớp electron và 6 electron lớp ngoài cùng. Số electron là 2 + 8 + 6 = 16, tức Z = 16, cấu hình 1s22s22p63s23p4. S là phi kim, oxide cao nhất là SO3, hydroxide tương ứng là H2SO4, hợp chất khí với hydrogen là H2S.
Từ vị trí suy ra cấu tạo nguyên tử S
Đề bài thường chỉ cho “S thuộc nhóm VIA, chu kì 3” rồi hỏi tiếp về cấu hình, tính chất hay công thức hợp chất. Muốn làm nhanh, em nhớ hai quy tắc đọc vị trí:
- Số thứ tự chu kì = số lớp electron. Chu kì 3 nên S có 3 lớp (K, L, M).
- Số thứ tự nhóm A = số electron lớp ngoài cùng. Nhóm VIA nên lớp M có 6 electron.
Hai lớp trong đã đầy: lớp K có 2 electron, lớp L có 8 electron. Vậy tổng số electron là 2 + 8 + 6 = 16. Nguyên tử trung hoà nên số proton = 16, S ở ô số 16 của bảng tuần hoàn.
Cấu hình electron: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4. Viết gọn: [Ne] 3s2 3p4.
Bảng tóm tắt đặc điểm của nguyên tố S
| Đặc điểm | Kết quả | Giải thích |
|---|---|---|
| Số hiệu nguyên tử | Z = 16 | Tổng electron = 2 + 8 + 6 |
| Loại nguyên tố | Phi kim | Có 6 electron lớp ngoài (nhiều hơn 4) |
| Xu hướng khi phản ứng | Nhận thêm 2 electron | Để đạt cấu hình bền của khí hiếm Ar |
| Hợp chất khí với H | H2S | Hoá trị với H = 8 − 6 = 2 |
| Oxide cao nhất | SO3 | Hoá trị cao nhất với O = số thứ tự nhóm = 6 |
| Hydroxide tương ứng | H2SO4 | SO3 là oxide acid, tan trong nước tạo acid |
| Số oxi hoá thường gặp | −2, 0, +4, +6 | Từ −2 (H2S) đến +6 (SO3, H2SO4) |
Tính chất hoá học tiêu biểu của S
Vì có 6 electron lớp ngoài, S vừa có tính oxi hoá (nhận electron, xuống số oxi hoá −2) vừa có tính khử (nhường electron, lên +4 hoặc +6).
- S là chất oxi hoá khi tác dụng với kim loại và hydrogen: Fe + S → FeS (đun nóng, thu được chất rắn màu đen xám); H2 + S → H2S (đun nóng, khí mùi trứng thối).
- S là chất khử khi tác dụng với oxygen: S + O2 → SO2 (đun nóng, cháy ngọn lửa xanh nhạt, sinh khí mùi hắc).
Mẹo nhớ: S gặp chất “mạnh hơn nó về tính phi kim” (O2, F2, Cl2…) thì S là chất khử; gặp kim loại hay H2 thì S là chất oxi hoá.
So sánh S với các nguyên tố lân cận
- Cùng chu kì 3: tính phi kim tăng dần theo chiều P < S < Cl; bán kính nguyên tử giảm dần P > S > Cl.
- Cùng nhóm VIA: từ trên xuống dưới tính phi kim giảm, nên O mạnh hơn S, S mạnh hơn Se.
- Do đó tính acid của oxide cao nhất: P2O5 tương ứng H3PO4 (acid trung bình), H2SO4 (acid mạnh), HClO4 (acid rất mạnh).
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm “nhóm VIA có 6 electron” với “nhóm VI có 6 lớp”. Số lớp electron chỉ đọc theo chu kì.
- Viết cấu hình ion S2− thành 3p2. Thực ra S nhận thêm 2 electron nên thành 3p6, giống Ar.
- Cho rằng oxide cao nhất của S là SO2. SO2 là oxide của S(+4); oxide cao nhất ứng với hoá trị 6 là SO3.
- Quên rằng hợp chất khí với H chỉ tính cho phi kim: S có H2S, còn kim loại thì không.
Bài tập tự luyện
Bài 1. Nguyên tố X cùng nhóm VIA với S nhưng ở chu kì 2. Xác định Z và công thức hợp chất khí với hydrogen của X.
Đáp án: Chu kì 2 có 2 lớp, nhóm VIA có 6 electron lớp ngoài, vậy 2 + 6 = 8, X là oxygen (Z = 8). Hợp chất với hydrogen là H2O.
Bài 2. Nguyên tố Y ở chu kì 3, nhóm VA. Viết cấu hình electron, công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen.
Đáp án: Số electron = 2 + 8 + 5 = 15 (Z = 15, phosphorus). Cấu hình 1s22s22p63s23p3. Oxide cao nhất P2O5; hợp chất khí với H là PH3.
Bài 3. Tính phần trăm khối lượng của S trong hợp chất khí với hydrogen (S = 32, H = 1).
Đáp án: H2S có M = 2 + 32 = 34. %S = 32/34 × 100% ≈ 94,1%.
Câu hỏi thường gặp
Nguyên tố S có số hiệu nguyên tử là bao nhiêu?
Z = 16. S ở chu kì 3 nên có 3 lớp electron, nhóm VIA nên lớp ngoài cùng có 6 electron, tổng là 2 + 8 + 6 = 16.
Cấu hình electron của nguyên tử S viết thế nào?
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4, viết gọn là [Ne] 3s2 3p4. Ion S2- có cấu hình 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6, giống khí hiếm Ar.
S là kim loại hay phi kim?
S là phi kim vì có 6 electron ở lớp ngoài cùng, dễ nhận thêm 2 electron để đạt cấu hình bền của khí hiếm.
Công thức oxide cao nhất và hydroxide của S là gì?
Oxide cao nhất là SO3 (S hoá trị VI), hydroxide tương ứng là H2SO4, một acid mạnh. Hợp chất khí với hydrogen là H2S.