Giải SGK Hóa học 10 Bài 8 (Cánh diều): Định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Nguyễn Uyên Ngày: 20-09-2024 Lớp 10

4 K

Lời giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 8: Định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học sách Cánh diều hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Hóa học 10 Bài 8 từ đó học tốt môn Hóa 10.

Giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 8: Định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Giải hóa học 10 trang 46 Cánh diều

Mở đầu trang 46 Hóa học 10: Francium (Fr) là nguyên tố phóng xạ được phát hiện bởi Peray (Pơ - rây) năm 1939, nguyên tố này thuộc chu kì 7, nhóm IA. Hãy dự đoán tính chất hóa học cơ bản của francium (Đó là kim loại hay phi kim? Mức độ hoạt động hóa học của francium như thế nào?)

Phương pháp giải:

Dựa vào vị trí của Fr trong bảng tuần hoàn và lý thuyết về xu hướng biến đổi tính kim loại và tính phi kim của nguyên tố.

Lời giải:

Fr thuộc chu kì 7, đứng cuối nhóm IA. Vì vậy đây là một nguyên tố kim loại, mức độ hoạt động hóa học mạnh (có tính khử mạnh nhất).

I. Định luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Giải hóa học 10 trang 47 Cánh diều

II. Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Luyện tập 1 trang 47 Hóa học 10: Viết công thức hydroxide của nguyên tố Sr (Z = 38) và dự đoán hydroxide này có tính base mạnh hay yếu.

Phương pháp giải:

- Viết cấu hình electron nguyên tử Sr (Z = 38), xác định vị trí của Sr trong bảng tuần hoàn.

- Từ vị trí và đơn vị điện tích hạt nhân dự đoán hydroxide của Sr tính base mạnh hay yếu.

Lời giải:

- Sr (Z = 38): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²

Cấu hình e rút gọn: [Kr] 5s²

- Sr ở ô số 38, chu kì 5, thuộc nhóm IIA.

- Hydroxit của Sr là: Sr(OH)₂, là một base mạnh.

Luyện tập 2 trang 47 Hóa học 10: Một acid của Se (Z = 34) có công thức H₂SeO₄. Acid này là acid mạnh hay yếu?

Phương pháp giải:

- Viết cấu hình electron nguyên tử Se (Z = 34), xác định vị trí của Se trong bảng tuần hoàn.

- Từ vị trí và đơn vị điện tích hạt nhân dự đoán H₂SeO₄ có tính acid mạnh hay yếu.

Lời giải:

- Se (Z = 34): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁴

Cấu hình e rút gọn: [Ar] 3d¹⁰4s²4p⁴

- Se ở ô số 34, chu kì 4, thuộc nhóm VIA

- Acid của Se là: H₂SeO₄, là một acid yếu.

Giải hóa học 10 trang 48 Cánh diều

Bài tập (trang 48)

Bài 1 trang 48 Hóa học 10: Nguyên tố X có Z = 38, có cấu hình electron lớp ngoài cùng và sát ngoài cùng là 4s²4p⁶5s².

a) Cho biết vị trí của X trong bảng tuần hoàn.

b) Hãy cho biết tính chất hóa học cơ bản của X là gì?

c) Viết công thức oxide và hydroxide cao nhất của X.

d) Viết phương trình phản ứng hóa học khi cho X tác dụng với Cl₂.

Phương pháp giải:

a) Dựa vào cấu hình electron lớp ngoài cùng và sát ngoài cùng nêu vị trí của X trong bảng tuần hoàn:

- Ô nguyên tố = số đơn vị điện tích hạt nhân

- Chu kì = số lớp electron

- Nhóm = họ nguyên tố và số e ở lớp electron ngoài cùng.

b) Nêu tính chất hóa học cơ bản của X:

- Là kim loại hay phi kim dựa vào số e ở lớp electron ngoài cùng.

- Mức độ hoạt động hóa học của X dựa vào vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

c) Xác định hóa trị của X viết công thức oxide và hydroxide cao nhất.

d) Viết phương trình hóa học khi X tác dụng với Cl₂:

2nX + nCl₂ $\overset{t^{o}}{\to}$ 2XCl_n (n là hóa trị cao nhất của X)

Lời giải:

a) X có cấu hình electron lớp ngoài cùng và sát ngoài cùng là: 4s²4p⁶5s².

⟹ Vị trí của X trong bảng tuần hoàn:

- Ô số 38.

- Chu kì 5 do có 5 lớp electron.

- Nhóm IIA do X là nguyên tố họ s, có 2e ở lớp electron ngoài cùng.

b) Tính chất hóa học cơ bản của X:

- X là nguyên tố kim loại vì có 2e ở lớp electron ngoài cùng.

- Kim loại X hoạt động hóa học mạnh.

c) X có hóa trị II

⟹ CTHH của oxide: XO ; CTHH của hydroxide: X(OH)₂

d) PTHH khi X tác dụng với Cl₂:

X + Cl₂ $\overset{t^{o}}{\to}$ XCl₂

Bài 2 trang 48 Hóa học 10: Trình bày các quy luật về xu hướng biến đổi bán kinh, tính kim loại, tính phi kim, độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố trong một chu kì và trong một nhóm.

Phương pháp giải:

Xu hướng biến đổi biến đổi bán kinh, tính kim loại, tính phi kim, độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố trong một chu kì và trong một nhóm theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử các nguyên tố:

- Bán kính dựa vào:

+ Trong một chu kì: lực hút electron lớp ngoài cùng của hạt nhân.

+ Trong một nhóm: số lớp electron.

- Tính kim loại, phi kim dựa vào: khả năng nhường và nhận electron của nguyên tử.

- Độ âm điện phụ thuộc đồng thời 2 yếu tố: điện tích hạt nhân và bán kính nguyên tử.

Lời giải:

- Trong một chu kì, theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử các nguyên tố:

+ Bán kính: xu hướng giảm dần do điện tích tăng dần nên hạt nhân sẽ hút electron lớp ngoài cùng mạnh hơn.

+ Tính kim loại có xu hướng giảm dần còn tính phi kim có xu hướng tăng dần. Do lực hút của hạt nhân tới electron hóa trị tăng, làm giảm khả năng nhường electron của nguyên tố.

+ Độ âm điện: xu hướng tăng dần do điện tích hạt nhân tăng lên, bán kính nguyên tử giảm dần nên khả năng hút cặp e liên kết càng mạnh.

- Trong một nhóm, theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử các nguyên tố:

+ Bán kính: xu hướng tăng dần do số lớp electron tăng dần.

+ Tính kim loại có xu hướng tăng dần còn tính phi kim có xu hướng giảm dần.. Do lực hút của hạt nhân tới electron hóa trị giảm dần, làm tăng khả năng nhường electron.

+ Độ âm điện: xu hướng giảm dần do theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, lực hút của hạt nhân tới cặp electron liên kết giảm.

Ghi chú: Các quy luật về xu hướng biến đổi bán kinh, tính kim loại, tính phi kim, độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố trong một chu kì và trong một nhóm chỉ áp dụng cho nguyên tố nhóm A.

Bài 3 trang 48 Hóa học 10: Hydroxide của nguyên tố T có tính base rất mạnh và tác dụng được với HCl theo tỉ lệ mol giữa hydroxide của T và HCl là 1 : 2. Hãy dự đoán nguyên tố T thuộc nhóm nào trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Phương pháp giải:

- Vì hydroxide của T có tính base rất mạnh, tác dụng với HCl nên T là kim loại ⟹ T có thể thuộc những nhóm nào?

- Tỉ lệ mol giữa hydroxide của T và HCl là 1 : 2 ⟹ CTHH của muối tạo thành là TCl₂ ⟹ T có hóa trị là mấy?

Từ hai dự đoán trên ⟹ T thuộc nhóm nào trong bảng tuần hoàn?

Lời giải:

- Vì hydroxide của T có tính base rất mạnh, tác dụng với HCl nên T là kim loại ⟹ T có thể thuộc nhóm IA hoặc IIA.

- Tỉ lệ mol giữa hydroxide của T và HCl là 1 : 2 ⟹ CTHH của muối tạo thành là TCl₂ ⟹ T có hóa trị II.

⟹ T thuộc nhóm IIA, nhóm kim loại kiềm thổ nên hydroxide có tính base rất mạnh.

Bài 4 trang 48 Hóa học 10: Oxide cao nhất của hai nguyên tố X và Y khi tan trong nước tạo dung dịch làm giấy quỳ tím chuyển sang màu xanh. Biết rằng tỉ lệ nguyên tử X cũng như Y với oxygen trong các oxide cao nhất là bằng nhau, khối lượng phân tử oxide cao nhất của Y lớn hơn oxide cao nhất của X.

a) Dự đoán X và Y thuộc loại nguyên tố nào (kim loại, phi kim,…). Giải thích?

b) Dự đoán hai nguyên tố X và Y thuộc cùng một chu kì hay cùng một nhóm? Giải thích.

c) So sánh số hiệu nguyên tử của X và Y. Giải thích

Phương pháp giải:

a) Oxide cao nhất của hai nguyên tố X và Y khi tan trong nước tạo dung dịch làm giấy quỳ tím chuyển sang màu xanh ⟹ Oxide của X và Y tan trong nước tạo hydroxide có tính base mạnh.

⟹ X và Y là nguyên tố kim loại hay phi kim? Nếu là kim loại thì là kim loại gì?

b) Tỉ lệ nguyên tử X cũng như Y với oxygen trong các oxide cao nhất là bằng nhau.

⟹ Viết CT oxide của X và Y.

⟹ Hóa trị của X và Y.

⟹ Kết luận X và Y thuộc cùng một chu kì hay cùng một nhóm.

c) Khối lượng phân tử oxide cao nhất của Y lớn hơn oxide cao nhất của X

⟹ So sánh nguyên tử khối của X và Y.

⟹ So sánh số hiệu nguyên tử của X và Y.

Lời giải:

⟹ X và Y là nguyên tố kim loại.

⟹ X và Y có thể là kim loại kiềm hoặc kiềm thổ. Do oxide các nguyên tố này tan trong nước tạo hdroxide mạnh.

b) Tỉ lệ nguyên tử X cũng như Y với oxygen trong các oxide cao nhất là bằng nhau.

⟹ CT oxide của X và Y là: XO, YO.

⟹ X và Y có hóa trị II.

⟹ X và Y thuộc cùng một nhóm IIA.

c) Khối lượng phân tử oxide cao nhất của Y lớn hơn oxide cao nhất của X

⟹ M_XO < M_YO ⟹ M_X < M_Y

⟹ Z_X < Z_Y

Lý thuyết Định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

I. Định luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học

- Định luật tuần hoàn: Tính chất của các nguyên tố và đơn chất cũng như thành phần và tính chất của hợp chất tạo nên từ các nguyên tố đó biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.

Ví dụ: Trong chu kì 2, từ trái sang phải theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân tính kim loại giảm dần đồng thời tính phi kim tăng dần. Do đó Li có tính kim loại mạnh nhất, F có tính phi kim mạnh nhất.

- Hai kết luận được rút ra từ định luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học:

+ Các tính chất của các đơn chất, cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất lặp đi lặp lại một cách có hệ thống và có thể dự đoán được khi các nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự tăng dần số hiệu nguyên tử vào các chu kì và nhóm.

+ Định luật tuần hoàn đã dẫn đến sự phát triển và hoàn thiện của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học ngày nay.

II. Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

- Khi biết vị trí của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn, có thể đưa ra dự đoán về tính chất của đơn chất cũng như hợp chất của nó.

Ví dụ 1: Nguyên tố F nằm ở ô số 9, chu kì 2, nhóm VIIA của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Như vậy ta thấy, nguyên tố F đứng cuối chu kì 2, đầu nhóm VIIA nên F là phi kim rất mạnh, axit của nó có công thức HF là axit yếu.

Ví dụ 2: Nguyên tố Cs nằm ở ô số 55, chu kì 6, nhóm IA của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Nguyên tố Cs đứng đầu chu kì 6, cuối nhóm IA nên Cs là kim loại mạnh, hydroxide của nó có công thức CsOH là base mạnh và tan tốt trong nước.