Nguyên tố Ca ở vị trí nào trong bảng tuần hoàn?

Trả lời nhanh

Nguyên tố calcium (Ca, số hiệu nguyên tử Z = 20) nằm ở ô số 20, chu kì 4, nhóm IIA trong bảng tuần hoàn. Lí do: nguyên tử Ca có 20 electron với cấu hình 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s², tức có 4 lớp electron và 2 electron ở lớp ngoài cùng thuộc phân lớp s.

Cách xác định vị trí của Ca từ cấu hình electron

Muốn biết một nguyên tố đứng ở đâu trong bảng tuần hoàn, ta viết cấu hình electron rồi đọc ba thông tin theo quy tắc sau.

Số thứ tự ô = số hiệu nguyên tử Z = số proton = số electron.
Số thứ tự chu kì = số lớp electron.
Số thứ tự nhóm A = số electron lớp ngoài cùng (với nguyên tố s và p).

Áp dụng cho calcium (Z = 20):

Cấu hình electron: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s², viết gọn là [Ar]4s².
Electron được xếp vào 4 lớp (K, L, M, N), nên Ca ở chu kì 4.
Lớp ngoài cùng (lớp N) có 2 electron, electron cuối cùng điền vào phân lớp 4s, nên Ca là nguyên tố s thuộc nhóm IIA.

Tóm tắt vị trí và đặc điểm của Ca

Thông tin	Giá trị
Kí hiệu hoá học	Ca
Ô nguyên tố	20
Chu kì	4 (chu kì lớn)
Nhóm	IIA (kim loại kiềm thổ)
Số electron lớp ngoài cùng	2
Loại nguyên tố	Kim loại, nguyên tố s

Từ vị trí suy ra tính chất của calcium

Ca có 2 electron ở lớp ngoài cùng nên dễ nhường 2 electron để đạt cấu hình bền của khí hiếm argon: Ca → Ca²⁺ + 2e. Vì vậy trong hợp chất, Ca luôn có số oxi hoá +2 và thể hiện tính khử mạnh.

Ca tác dụng với nước ở điều kiện thường: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑. Hiện tượng: kim loại tan dần, có bọt khí không màu thoát ra, dung dịch hơi đục do Ca(OH)₂ ít tan.
Ca cháy trong khí chlorine khi đun nóng: Ca + Cl₂ → CaCl₂ (nhiệt độ).
Hydroxide Ca(OH)₂ là base mạnh, đúng với xu hướng chung của nhóm IIA.

Vì sao Ca ở chu kì 4 mà không phải chu kì 3?

Sau khi điền đầy 3s²3p⁶ (tổng 18 electron, nguyên tố argon), hai electron còn lại của Ca không vào 3d mà vào 4s vì mức năng lượng 4s thấp hơn 3d. Do đó nguyên tử Ca có lớp thứ 4, và vì thế nó đứng ở chu kì 4. Mẹo nhớ: đếm lớp electron chứ không đếm số phân lớp.

Lỗi sai thường gặp

Ghi nhóm IIB thay vì IIA. Nhóm B chỉ dành cho nguyên tố d, f. Ca là nguyên tố s nên thuộc nhóm A.
Nhầm số nhóm với tổng số electron. Số nhóm A bằng số electron lớp ngoài cùng (2), không phải 20.
Nhầm chu kì bằng 3 vì thấy phân lớp 3p cuối cùng trong cấu hình. Phải xét lớp ngoài cùng là lớp thứ 4.
Nhầm Ca với C (carbon, Z = 6, chu kì 2, nhóm IVA). Hai kí hiệu chỉ khác một chữ cái thường.

Bài luyện tập

Bài 1. Nguyên tố X có cấu hình electron 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹. Xác định vị trí của X.

Đáp án: Z = 19 nên X là potassium (K), ô 19; có 4 lớp electron nên chu kì 4; lớp ngoài cùng có 1 electron nên nhóm IA.

Bài 2. Magnesium có Z = 12. Cho biết vị trí của Mg và so sánh tính kim loại của Mg với Ca.

Đáp án: Mg: 1s²2s²2p⁶3s², ô 12, chu kì 3, nhóm IIA. Mg và Ca cùng nhóm IIA, Ca ở dưới nên bán kính lớn hơn, dễ nhường electron hơn, tính kim loại của Ca mạnh hơn Mg.

Bài 3. Nguyên tố Y thuộc chu kì 4, nhóm IIA. Y có bao nhiêu proton?

Đáp án: Y có 4 lớp, lớp ngoài cùng 4s², cấu hình [Ar]4s² nên có 18 + 2 = 20 electron. Vậy Y có 20 proton, chính là calcium.

Câu hỏi thường gặp

Calcium có số hiệu nguyên tử là bao nhiêu?

Calcium (Ca) có số hiệu nguyên tử Z = 20, nghĩa là hạt nhân có 20 proton và nguyên tử trung hoà có 20 electron.

Vì sao Ca thuộc nhóm IIA?

Vì nguyên tử Ca có 2 electron ở lớp ngoài cùng (4s2) và electron cuối cùng điền vào phân lớp s, nên Ca là nguyên tố s của nhóm IIA (kim loại kiềm thổ).

Calcium là kim loại hay phi kim?

Calcium là kim loại. Nguyên tử Ca dễ nhường 2 electron tạo ion Ca2+, có tính khử mạnh.

Ca cùng nhóm với những nguyên tố nào?

Nhóm IIA gồm beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba) và radium (Ra); đây đều là các kim loại kiềm thổ.