phân loại và phương pháp giải bài tập chương hệ thống tuần hoàn

CHƯƠNG II . BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN

PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1 _ Dạng 1. Từ cấu hình e nguyên tử suy ra vị trí của nguyên tố trong bảng HTTH và ngược
lại từ vị trí suy ra cấu hình e
Phương pháp:viết cấu hình e từ đó suy ra vị trí như sau
-số thứ tự của ô =Z (điện tích hạt nhân)
-số thứ tự của chu kỳ = số lớp e trong nguyên tử
-nhóm: +nguyên tử có cấu hình e lớp ngoài cùng là nsanpb thì a+b=số thứ tự của nhóm
+nguyên tử có cấu hình e lớp ngoài cùng là (n-1)dansb( a là số e đượcđiền vào phân
lớp sát ngoài cùng a= 1 đến a = 10 trừ môt số trường hợp ngoại lệ ) thì nguyên tố
thuộcnhómB.Tổng số a+b:
a+b <8 thì tổng này là số thứ tự của nhóm
a+b=8,hoặc 9, hoặc 10 thì nguyên tố thuộc nhóm VIII B
a+b>8 thì (a+b-10) là số thứ tự của nhóm
chú ý các nguyên tố có Z≤ 20 đều thuộc nhóm A.Các nguyên tố nhóm B đều là kim loại
Ví dụ 1. Cho 3 nguyên tố A,B,C với cấu hình e ns1,ns2np1,ns2np5
a.hãy xác định vị trí của A,B,C trong bảng HTTH biết n=3
Giải:
A có cấu hình e: 1s22s22p63s1; ô thứ 11,chu kỳ 3,nhóm 1A
B có cấu hình e : 1s22s22p63s23p1 ô thứ 13,chu kỳ 3, nhóm 3A
C có cấu hình e : : 1s22s22p63s23p5 ô thứ 17,chu kỳ3,nhóm 7A


Ví dụ 2. Cho các nguyên tố có cấu hình như sau: : 1s22s22p2, 1s22s22p5, 1s22s22p63s1
a.xác định số e hóa trị của từng nguyên tử
b.xác định vị trí của chúng trong bảng BHTTH
Giải:
a. xác định số e hóa trị
- 1s22s22p2:có 4 e hóa trị

-1s22s22p5:có 7 e hóa trị
-1s22s22p63s1:có 1 e hóa
b . xác định vị trí của chúng
1s22s22p2: nguyên tố thuộc ô số 6, chu kỳ 2, nhóm IVA
1s22s22p5: nguyên tố thuộc ô số 9,chu kỳ 2, nhóm VIIA
1s22s22p63s1: nguyên tố thuộc ô số 11,chu kỳ 3, nhóm IA
Ví dụ 3: một hợp chất cấu tạo từ M+ và X2- . trong phân tử M2X có tổng số hạt (n,p, e ) là 140
hạt. trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44 hạt( số khối của M
lớn hơn số khối của X là 23). tổng các hạt n, p,e trong ion M+ nhiều hơn trong ion X2- là 31
hạt.
a) viết cấu hình electron của ion M+ và X2-.
b) xác định vị trí của nguyên tố X và Y trong bảng hệ thồng tuần hoàn
c) dựa vào bảng HTTH xác định nguyên tố M, X.
Giải

Trong

phân

tử

M2X

và ( pM + nM) - ( pX + nX) = 23


=>

ta

có:


a) Cấu hình electron của M+ và X2- lần lượt là:1s22s22p63s23p6 , 1s22s22p6

=> M : 1s22s22p63s23p64s1 X: 1s 22s22p4
b) M: 1s22s22p53s23p64s1: nguyên tố thuộc ô số 19,chu kỳ1, nhóm IA

X: 1s22s22p4: nguyên tố thuộc ô số10,chu kỳ2, nhóm VIA
c) M là Kali
X là Oxy
Ví dụ 4: A,B là hai nguyên tố ở cùng phân nhóm và thuộc hai chu kỳ liên tiếp. Tổng số
proton trong hai hạt nhân A và B bằng 32.viết cấu hình e của A,B và ion của A,B
Giải
ta có = 16 vậy ZA<16A ,B phải năm ở nhóm A và phải có số Z hơn nhau 8 và Tổng số proton trong hai hạt nhân A
và B bằng 32
Ta có:

=> ZA = 12 và ZB = 20

Cấu hình A: 1s22s22p63s2
Cấu hình A+: 1s22s22p6
Cấu hình B : 1s22s22p63s23p64s24p1
Cấu hình B+ : 1s22s22p63s23p6
BÀI TẬP:
1. Một nguyên tố ở nhóm VA,chu kỳ 2 trong bảng HTTH hỏi

a. nguyên tố đó có bao nhiêu e lớp ngoài cùng
b.viết cấu hình e nguyên tử của nguyên tố đó

2. Kali có Z = 19 hãy viết cấu hình củaK và ion K+

3.

. Một nguyên tố ở chu kỳ 4, nhóm IIA trong bảng TH
a. Nguyên tử của nguyên tố đó có bao nhiêu e lớp ngoài cùng
b. Nguyên tử của nguyên tố đó có bao nhiêu lớp e


c. Viết cấu hình e nguyên tử của nguyên tố đó
4. Viết cấu hình e nguyên tử của nguyên tố có Z=23, Z=24, Z=29, Z=30. Cấu hình e của
chúng có đặc điểm gì? Tại sao Cu ở nhóm IB, còn Zn ở nhóm IIB
Các lỗi sai học sinh thường mắc phải:
•

Học sinh thường viết sai cấu hình electron và khó xác định số electron ngoài cùng.

2 _ dạng 2-xác định tính chất của các nguyên tố và công thức hợp chất dựa vào đặc điểm lớp
e ngoài cùng hoặc dựa vào vị trí trong bảng HTTH
Phương pháp: dựa vào số e lớp ngoài cùng
Lớp ngoài cùng có 1,2,3 e là kim loại (trừ H,He,B)
Lớp ngoài cùng có 5,6,7 e là phi kim
Lớp ngoài cùng có 8 e là kí hiếm
Lớp ngoài cùng có 4 e :C,Si là phi kim còn lại la kim loại
Các nguyên tố còn lại là kim loại
Công thức của hợp chất:
IA

IIA

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

R2O
RH

RO
RH2

R2O3
RH3

RO2
RH4

R2O5
RH3

RO3
RH2

R2O7
RH

nhóm
Hợp chất
Oxit cao nhất
Hợp chất với Hidro

+ trong một nhóm A : hóa rị cao nhất đối với oxy của các nguyên tố là bằng nhau và bằng số
thứ tự của nhóm
+ trong một chu ký từ trái sang phải:
Hóa trị cao nhất đối với O tăng từ 1 đến 7
Hóa trị đối với H giảm từ 4 xuống 1
Vậy đối với phi kim: tổng hóa trị cao nhất với O và với H là 8


Ví dụ 1: Nguyên tố Cl thuộc chu kỳ 3,phân nhóm VIIA, hãy cho biết đặc điểm cấu hình e
nguyên tử và tính chất hóa học của Cl. Nguyên tố Na thuộc chu kỳ 3,phân nhóm IA, hãy cho
biết đặc điểm cấu hình e nguyên tử và tính chất hóa học của Na
Giải :
Cấu hình Cl: 1s22s22p63s23p5
Tính chất hóa học cơ bản của Cl:
là phi kim điển hình
hóa trị cao nhất với O là 7.công thức oxit cao nhất là Cl2O7
Hoá trị với H là 1. Công thức hợp chất khí với Hidro: HCl
Cấu hình Na: 1s22s22p63s1
Tính chất hóa học cơ bản :là kim loại điển hình
Hóa trị cao nhất với O là 1. Công thức oxit cao nhất Na2O
Công thức hợp chất Hidroxit NaOH . Oxit và hidroxit có tính bazo mạnh
BÀI TẬP
1) Cation R+ có cấu hình e lớp ngoài cùng là 3p6

a. Viết cấu hình e nguyên tử của nguyên tố R
b.

Xác định vị trí của R trong bảng HTTH

c.

Tính chất hóa học đặc trưng của R là gì? Lấy hai phản ứng minh họa

2) Hai nguyên tố A và B đứng kế tiếp nhau trong cùng một chu kỳ của bảng tuần hoàn
và có tổng điện tích hạt nhân là 25
a. Xác định số hiệu nguyên tử của A và B
b. Viết cấu hình electron nguyên tử của A và B. Cho biết vị trí của A và B trong
bảng hệ thống tuần hoàn?
c. So sánh tính chất hóa học của chúng


Lỗi sai của học sinh:
•

Khó xác định hợp chất cao nhất với oxy

Dạng 3_xác định một nguyên tố khi biết thành phần nguyên tố đó trong các công thức hợp
chất oxit , hidroxit, hợp chất với hidro
Phương pháp : xác định nguyên tử khối của nguyên tố đó
Ví dụ 1. Hợp chất khí với H là RH 4. Oxit của nó chứa 53,3 % oxi về khối lượng. Tìm nguyên
tử khối của nguyên tố đó
Giải:
Hợp chất khí với H là RH4. Theo bảng HTTH ta có công thức oxit cao nhất của nó là RO 2 .
trong phân tử oxit chiếm 53,3% O về khối lượng, nên R có 46,7% về khối lượng nên ta có :

%R =

<=> MR =

=

= 28 vậy R là Si

Công thức oxit cao nhất là SiO2 hợp chất với hidro là SiH4
•

Chú ý: khi xác định nguyên tử khối của một nguyên tố X, khi biết % X trong hợp chất
với oxy ( hoặc hydro) ta sử dụng công thức MX =

Ví dụ 2. Nguyên tử Y có hóa trị cao nhất với O gấp 3 lần hóa trị cao nhất trong hợp chất khí
với H . gọi X là công thức hợp chất oxit cao nhất. Z là công thức hợp chất khí với H. Tỷ khối
hơi của X đối với Z là 2,353. Xác định nguyên tố Y
Giải :
gọi hóa trị cao nhất với H là nH , hóa trị cao nhất với O là nO
Theo đề bài ta có : 3 nH = nO và nO+ nH = 8 => nH=2 và nO=6
Giả sử hợp chất X là YO3, hợp chất Y là YH2
Y là lưu huỳnh
BÀI TẬP :


1. Công thức oxit cao nhất của nguyên tố R là R 2O7 . Sản phẩm khí của R và H chiếm

2,74% hidro về khối lượng. Xác định nguyên tử khối của R
2. Một nguyên tố R thuộc phân nhóm chính nhóm IV tạo được hợp chất với H . Trong

hợp chất oxit cao nhất thì nguyên tố O chiếm 72,73% theo khối lượng
a. Xác định nguyên tố R và oxit cao nhất đó
b. Dẫn hết 3,36,l khí ở trên vào 500 ml dung dịch NaOH 0,5 M thì thu được những
muối gì và khối lượng là bao nhiêu?
3. Tỷ số phần trăm của nguyên tố R trong oxit cao nhất với phần trăm của R trong hợp
chất khí với H là 0,6694 . R là nguyên tố phi kim nhóm lẻ. Xác định R
4. Oxit cao nhất của một nguyên tố R, ứng với công thức R2O5. Hợp chất của R với H

chứa 82,35% R theo khối lượng. Nguyên tố R là ?
5. Hợp chất với H của nguyên tố R là RH4. Oxit cao nhất của R chứa 53,3% oxy theo

khối lượng. R là nguyên tố?.
Lỗi sai học sinh thường mắc phải:
•

Từ hợp chất cao nhất đối với hydro khó suy ra hợp chất cao nhất của nguyên tố đó
với oxy.

•

Mắc lỗi sai trong khi tính toán.

Dạng 4_xác định hai nguyên tố thuộc hai chu kỳ liên tiếp của cùng một nhóm A thông qua
nguyên tử khối trung bình
Phương pháp giải: Do hai nguyên tố thuộc cùng một nhóm nên tính chất tương tự nhau , vì
vậy ta thay hỗn hợp phản ứng bằng một công thức chung, sau đó tìm khối lượng nguyên tử
trung bình (

) rồi chọn hai nguyên tố thuộc hai chu kỳ của cùng một nhóm sao cho M A<

Ví dụ 1. Cho 8,8 g một hỗn hợp hai kim loại thuộc nhóm IIIA và nằm ở hai chu kỳ liên tiếp
nhau , tác dụng với HCl dư thì thu được 6,72 l khí hidro ở dktc . Dựa vào bảng HTTH cho
biết hai kim loại đó
Giải :


kí hiệu chung cho hai kim loại nhóm IIIA là M , nguyên tử khối là
Phương trình hóa học : 2M + 6HCl

2MCl3 + 3H2

0,2 mol
Theo đầu bài :

=

= 0,3 mol

=

Hai kim loại thuộc hai chu kỳ liên tiếp ta có : M 1<

< M2. Dựa vào bảng HTTH hai kim

loại đó là : Al (M=27<44), Ga (M=70>44)
BÀI TẬP
1. Cho 6 g một hỗn hợp hai kim loại ở hai chu kỳ liên tiếp nhau và thuộc nhóm IIA , tác
dụng với HCl dư thì thu được 4,48 l khí hidro ở dktc.dựa vào bảng HTTH cho biết
hai kim loại đó ?

2. Cho 20,2 g một hỗn hợp hai kim loại ở hai chu kỳ liên tiếp nhau và thuộc nhóm IA
hòa tan vào nước thu được 6,67 l khí ở đktc và dung dịch A
a. Xác định tên và khối lượng hai kim loại
b. Xác định thể tích H2SO4 cần dùng để trung hòa dung dịch A trên
3. Hòa tan hoàn toàn 23,4 gam hỗn hợp hai muối XCO 3 , YCO3 bằng dung dịch axit HCl

17,3% vừa đủ thu được dung dịch M. Cho dung dịch M bay hơi hết nước. Thu được
26,15 gam hổn hợp hai muối clorua khan. Xác định tên của X và Y biết chúng thuộc
nhóm IIA và thuộc hai chu kỳ liên tiếp trong bảng HTTH.
4. Hỗn hợp A gồm hai kim loại X,Y thuộc hai chu kỳ liên tiếp phân nhóm IIIA . cho

2,64 g A tác dụng hết với dung dịch H 2SO4 loãng thì thu được2,016 l khí ở đktc.xác
định X,Y
Dạng 5_xác định hai nguyên tố thuộc hai nhóm A liên tiếp thông qua số điện tích hạt nhân
trung bình
Phương pháp:
Trường hợp 1. Hai nguyên tố thuộc cùng một chu kỳ


Lúc đó giả sử ZA < ZB thì ZB = ZA+1
Trường hợp 2. Hai nguyên tố khác chu kỳ
Lúc đó giả sử ZAVậy ZA< thiết để chọn nghiệm
VD1. Hai nguyên tố A,B đứng kế tiếp nhau trong bảng HTTH có tổng số đơn vị điện tích hạt
nhân là 25. Viết cấu hình e của A,B xác định vị trí của chúng trong bảng HTTH
Giải. Gọi điện tích hạt nhân của A,B lần lượt là ZB, ZB giả sử ZB > ZA
Theo đầu bài số điện tích hạt nhân của nguyên tố B là ZB= ZA+1
Mà ZA+ZB= 25 => ZA+ZB = ZA+ZA+1=25 => ZA=12, ZB=13
Cấu hình e nguyên tử:

A (ZA=12) : 1s22s22p63s2 . A thuộc chu kỳ 3, nhóm IIA
B (ZB=13) : 1s22s22p63s23p1 . B thuộc chu kỳ 3, nhóm IIIA
BÀI TẬP
1. Hai nguyên tố A,B ở hai nhóm A liên tiếp trong bảng HTTH. B thuộc nhóm VIIA .ở
trạng thái đơn chất A,B không phản ứng với nhau. Tổng số proton của hạt nhân A và
B là 23.viết cấu hình của A,B
Dạng 6_so sánh tính kim loại, phi kim, tính axit hoặc bazo của oxit, hidroxit của các nguyên
tố
Phương pháp :
Trong một chu kỳ theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân : tính kim loại giảm, phi kim
tăng, tính bazo giảm, tính axit tăng
Trong nhóm A theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân: : tính kim loại tăng, phi kim
giảm, tính bazo tăng, tính axit giảm
Ví dụ 1. Hãy so sánh tính kim loại của Mg (Z=12), với Na(Z=11) và Al(Z=13)


Giải:
Cấu hình e của các nguyên tố
Na (Z=11) : 1s22s22p63s1.
Mg (ZA=12) : 1s22s22p63s2 .
Al (ZA=13) : 1s22s22p63s23p1.
Nguyên tử của ba nguyên tố trên đều có ba lớp e nên chúng đều thuộc chu kỳ 3. Chúng lần
lượt có 1,2,3 e lớp ngoài cùng nên đều là kim loại. Theo quy luật về sự biến đổi tính kim loại
trong cùng chu kỳ: tính kim loại giảm dần theo chiều tăng của Z nên tính kim loại
Na>Mg>Al
Ví dụ 2. Sắp xếp các nguyên tố sau theo chiều tăng dần tính kim loại và hidroxit của chúng
giảm dần : 11A, 12B, 20C, 30D
Giải:
A (ZA=11) : 1s22s22p63s1 chu kỳ 3, phân nhóm IA
B (ZA=12) : 1s22s22p63s2 chu kỳ 3, phân nhóm IIA

C (Z=20) : 1s22s22p63s23p64s2 chu kỳ 4, phân nhóm IIA
D (Z=35): 1s22s22p63s23p64s24p53d10 chu kỳ 4, phân nhóm VIIA
Các nguyên tố có tính kim loại tăng dần : D,C,B,A
Công thức các hidroxit AOH, B(OH)2, C(OH)2, D(OH)
Các hidroxit theo chiều giảm dần là: AOH, B(OH)2, C(OH)2, D(OH)
BÀI TẬP
1. Cho các nguyên tố P,S,Cl dựa vào vị trí của chúng trong bảng HTTH
a. Cho biết hóa trị cao nhất của các nguyên tố đó trong hợp chất với hidro và oxi
b. Viết công thức oxit cao nhất và hợp chất với hidro

c. Tính axit của các oxit đó biến đổi như thế nào?


2. Cho các nguyên tố X, Y, Z trong cùng một chu kỳ. Biết tính chất hóa học các oxit của

chúng như sau: oxit của X tan trong nước được dung dịch làm quỳ tím hóa đỏ , oxit
của Z tan trong nước được dung dịch làm quỳ tím hóa xanh, oxit của Y tác dụng được
với cả HCl và NaOH. Sắp xếp các nguyên tố đó theo chiều tăng dần điện tích hạt
nhân.
3. Cho các nguyên tố có số hiệu nguyên tử 7X, 8Y, 9Z, 15L. Trật tự sắp xếp các nguyên tố

đó theo chiều tính phi kim tăng dần?
4. Trong các axit sau ( H2SO3, HClO3, HBrO3, HIO3 ) axit nào mạnh nhất?

Lỗi sai của học sinh:
Học sinh khó nhớ quy luật biến đổi tính kim loại, phi kim, tính axit, tính bazo của các
nguyên tố theo nhóm và theo chu kỳ