CHƯƠNG 2 ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN (1) hóa đại cương

CHƯƠNG 2
ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN
HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
2.1. Lịch sử phân loại các nguyên tố
2.2. Định luật tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.4. Sự biến đổi tuần hoàn một số tính chất của nguyên tử

1


2.1. Lịch sử phân loại các nguyên tố

Aristotle (nhà triết học Hy Lạp): phân vật
chất thành 4 loại chính:
Khí
Lửa
Đất
Nước
Triết học Trung Hoa: phân vật chất thành
ngũ hành:
Kim
Mộc
Thủy
Hỏa
Thổ

2
Chương 2: Định luật tuần hoàn- Hệ thống tuần hoàn

2.1. Lịch sử phân loại các nguyên tố

Johann Wolfgang Dobereiner (Đức): Luật
Nhóm 3 (1829) “Nguyên tố ở giữa có khối
lượng nguyên tử bằng trung bình của hai
nguyên tố lân cận.”
Sau đó các nhà khoa học khác phát triển
thêm các nhóm lớn hơn
VD: Nhóm Cl,Br,I
Nhóm sulfur, oxy, selen và telu
Nhóm nito, photpho, arsen,
antimon
Các nhóm khác
3

Chương 2: Định luật tuần hoàn- Hệ thống tuần hoàn


2.1. Lịch sử phân loại các nguyên tố

John Newlands (nhà bác học người Anh):
Luật Nhóm 8 (năm 1864-1865)
“ Các nguyên tố hóa học sắp xếp theo trật tự
tăng dần khối lượng nguyên tử, tính chất
các nguyên tố lặp lại từng nhóm 8 nguyên
tố”
Li Be B C N O F
Na Mg Al Si P S
Cl
K Ca

4
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.1. Lịch sử phân loại các nguyên tố

John Newlands (nhà bác học người Anh):
Luật Nhóm 8 (năm 1864-1865)
Luật nhóm 8 sai do:
Không phù hợp với các nguyên tố có khối
lượng nguyên tử lớn hơn Ca
Khi nhiều nguyên tố mới được phát hiện
(như He, Ne, Ar) thì không thích hợp theo
sắp xếp này

5
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.1. Lịch sử phân loại các nguyên tố

 1869: Dimitri Ivanovich Mendeleev (Nga)
và Julius Lothar Meyer (Đức) độc lập đưa
ra bảng tuần hoàn
Bảng của Mendeleev:
Hoàn chỉnh hơn
Không có nhiều ngoại lệ
Được chứng minh là đúng đắn dựa trên
cấu trúc electron (Thuyết cơ học lượng
tử)

6


2.2. Định luật tuần hoàn các nguyên tố hoá học

Theo Mendeleev
Theo cơ học lượng tử

7
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.2. Định luật tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.2.1. Theo Mendeleev

Phát biểu
“Tính chất các đơn chất cũng như dạng và
tính chất các hợp chất của những nguyên tố
hóa học phụ thuộc tuần hoàn vào khối lượng
nguyên tử của các nguyên tố”
Theo hệ thống tuần
hoàn hiện đại có một
số vị trí không đúng

39 , 95
18

58 , 93
27

Ar

Co

127 , 6
52

Te

39,10
19

58 , 7
28
126 , 9
53

K

Ni

I
8

Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.2. Định luật tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.2.2. Theo cơ học lượng tử

1913 Henry Gwyn Jeffreys Moseley (Anh)
chứng minh được số thứ tự nguyên tố (Z)
bằng điện tích hạt nhân.
Định luật tuần hoàn:
“Tính chất các đơn chất cũng
như dạng và tính chất các hợp
chất của những nguyên tố hóa
học phụ thuộc tuần hoàn vào
điện tích hạt nhân nguyên tử
của các nguyên tố”
9
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học

Các họ nguyên tố s,p,d,f
Cấu trúc bảng tuần hoàn
Xác định vị trí một nguyên tố trong bảng
tuần hoàn

10
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học

Bảng tuần hoàn ban đầu của Mendeleev

Thiếu nhiều nguyên tố. Các nguyên tố ở “?” được

Mendeleev đề cập khi đó chưa biết đến, sau này được
11
điền vào
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.1.Các họ nguyên tố s,p,d,f

Họ nguyên tố s
Là các nguyên tố mà nguyên tử có electron
cuối cùng điền vào phân lớp s của lớp
ngoài cùng.
 Định nghĩa tương tự cho Họ nguyên tố p,
d, f

13
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.1.Các họ nguyên tố s,p,d,f
‘s’-groups

‘p’-groups

d-transition elements

lanthanides
actinides
f-transition elements


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.1.Các họ nguyên tố s,p,d,f

Tóm lại:
Họ s (ns1,2)

ns1 – kim loại kiềm
ns2 – kim loại kiềm thổ

Họ p (ns2np1-6)
ns2np1
B - Al

ns2np2
C - Si

ns2np3
N-P

ns2np4
O-S

ns2np5
Halogen

ns2np6
Khí trơ
15


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.1.Các họ nguyên tố s,p,d,f

Họ d: (n-1)d1-10 ns1,2
kim loại chuyển tiếp
Họ f:

(n-2)f1-14 (n-1)d0,1 ns2

các nguyên tố đất hiếm
4f1 – 14 : lantanid

5f1 – 14 : actinid

Tất cả các nguyên tố d và f đều là
kim loại

16


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.2.Cấu trúc bảng tuần hoàn

Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng

tuần hoàn
Điện tích hạt nhân Z là số thứ tự.
Các nguyên tố có tính chất giống nhau được
xếp trong cùng một cột (nhóm).
Mỗi hàng là một chu kỳ gồm các nguyên tố
mà nguyên tử có cùng số lớp electron. Mỗi
chu kỳ bắt đầu bằng kim loại kiềm và kết
thúc bằng khí hiếm (ngoại trừ chu kỳ 1).


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.2.Cấu trúc bảng tuần hoàn

1. Chu kì (hàng ngang)
---> 7 chu kì ( Chu kì nhỏ -1,2,3
Chu kì lớn – 4,5,6,7)
2. Nhóm (cột dọc)
---> 8 nhóm ( Nhóm A – Phân nhóm chính
Nhóm B – Phân nhóm phụ)
3. Ô nguyên tố
---> Số thứ tự ô = Z
Chỉ rõ tọa độ nguyên tố trong HTTH
18
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.2.Cấu trúc bảng tuần hoàn

1. Chu kì (hàng ngang)

dãy các nguyên tố viết theo hàng ngang,
sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt
nhân.
bắt đầu bằng các nguyên tố họ s, kết thúc
bằng các nguyên tố họ p (trừ CK1 chỉ có 2
nguyên tố s).
tính chất các nguyên tố biến đổi một cách
tuần hoàn.
Số thứ tự CK= số lớp e = nmax
19

Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.2.Cấu trúc bảng tuần hoàn

1. Chu kì (hàng ngang)
Chu kì
nhỏ
1
2
3
LỚN
4
5
6
7

Số nguyên tố
2 nguyên tố s
8 nguyên tố = 2(s) + 6(p)
8 nguyên tố = 2(s) + 6(p)
18 ngtố = 2(s) + 10(d) + 6(p)
18 ngtố = 2(s)+10(d)+6(p)
32 ngtố = 2(s)+14(f)+10(d)+6(p)
2(s) + 14(f) + một số (d)
20
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.2.Cấu trúc bảng tuần hoàn

2. Nhóm (cột dọc)

Gồm các nguyên tố mà nguyên tử của
chúng có cùng số electron hóa trị
Các nguyên tố có tính chất hóa học tương
tự nhau
Electron hóa trị:
- là những electron có khả năng tham gia hình
thành liên kết hóa học.
- thường nằm ở lớp ngoài cùng hoặc ở cả phân lớp
sát lớp ngoài cùng nếu phân lớp đó chưa bão hòa.
21
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn

2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.2.Cấu trúc bảng tuần hoàn

2. Nhóm (cột dọc)
Nhóm A (Phân nhóm chính)

 Các nguyên tố s và p ở cả chu kỳ nhỏ và lớn
 Mỗi phân nhóm có 6-7 nguyên tố (cột cao)
 Số thứ tự bằng tổng số electron ở 2 phân
lớp ngoài cùng [ns np]:
IA

IIA

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ns2np6
22
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn

2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.2.Cấu trúc bảng tuần hoàn

2. Nhóm (cột dọc)
Nhóm B (Phân nhóm phụ)

Các nguyên tố họ d, chỉ có ở chu kỳ lớn
Mỗi phân nhóm phụ có 3-4 nguyên tố (cột
thấp), nhóm VIIIB có 9 nguyên tố.
Là kim loại chuyển tiếp.
Trong một chu kỳ, PNP bắt đầu có ở nhóm
IIIB (vì phải sau 2 nguyên tố s)
23
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.2.Cấu trúc bảng tuần hoàn

2. Nhóm (cột dọc)
Nhóm B (Phân nhóm phụ)
Số thứ tự được xác định bởi cấu hình e của 2 phân
lớp cuối:
IIIB
(n-1)d1ns2

IVB
(n-1)d2ns2

VIIB
VIIIB
(n-1)d5ns2 (n-1)d6,7,8ns2

VB
(n-1)d3ns2

IB
(n-1)d10ns1

VIB
(n-1)d4ns2
(n-1)d5ns1
(24Cr, 42Mo)
IIB
(n-1)d10ns2
24

Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn


2.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học
2.3.2.Cấu trúc bảng tuần hoàn

2. Nhóm (cột dọc)
Phân nhóm phụ thứ cấp

Phân nhóm phụ của nhóm IIIB
Nhóm IIIB có 14 PNP thứ cấp, chứa tất cả
nguyên tố f

Mỗi PNP thứ cấp có 2 nguyên tố f ở chu kỳ
6,7  gọi là các nguyên tố đất hiếm:
6s24f 1 – 14: lantanid
7s25f 1 – 14: actinid
25
Chương 2. Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn