Giải bài tập SGK Hóa 10 Nâng cao Bài 14: Luyện tập chương 2

Những câu sau đây, câu nào sai?

A. Trong chu kì, các nguyên tố được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.

B. Trong chu kì, các nguyên tố được xếp theo chiều số hiệu nguyên tử tăng dần.

C. Nguyên tử của các nguyên tố cùng chu kì có số electron bằng nhau.

D. Chu kì bao giờ cũng bắt đầu là một kim loại kiềm, cuối cùng là một khí hiếm. (trừ chu kì 1)

Phương pháp giải

Nguyên tử của các nguyên tố cùng chu kì có số lớp electron bằng nhau

Hướng dẫn giải

Câu C sai:

Nguyên tử của các nguyên tố cùng chu kì có số lớp electron bằng nhau chứ không phải là số electron bằng nhau.

a) Dựa trên các nguyên tắc nào người ta xếp các nguyên tố thành chu kì, nhóm?

b) Thế nào là chu kì? Bảng tuần hoàn có bao nhiêu chu kì nhỏ, bao nhiêu chu kì lớn? Mỗi chu kì có bao nhiêu nguyên tố?

Phương pháp giải

Dựa vào số lớp electron để sắp xếp

Hướng dẫn giải

Câu a: Các nguyên tố có cùng số lớp electron được xếp thành một chu kì.

Các nguyên tố có cùng số electron ở lớp ngoài cùng thì được xếp vào một nhóm.

Câu b: Chu kì là dãy các nguyên tố hóa học mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.

Bảng tuần hoàn có 3 chu kì nhỏ (chu kì 1,2,3) với số nguyên tố tương ứng là 2,8,8. Bảng tuần hoàn có 4 chu kì lớn (4, 5, 6, 7) với số nguyên tố tương ứng 18, 18, 32,32 (trong đó chu kì 7 chưa hoàn chỉnh mới có 16 nguyên tố).

Trong bảng tuần hoàn, nhóm A nào gồm tất cả các nguyên tố là kim loại? Nhóm nào gồm hầu hết các nguyên tố phi kim?Nhóm nào gồm các nguyên tố khí hiếm? Đặc điếm số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử trong các nhóm trên.

Phương pháp giải

Dựa vào bảng tuần hoàn để trả lời bài tập này

Hướng dẫn giải

- Nhóm A gồm các nguyên tố là kim loại: Nhóm IA có 1 electron lớp ngoài cùng (trừ H).

- Nhóm A gồm hầu hết các nguyên tố là phi kim: Nhóm VIIA có 7 electron ở lớp ngoài cùng.

- Nhóm gồm các khí hiếm: Nhóm VIIIA có 8 electron ở lớp ngoài cùng.

Tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử một nguyên tố thuộc nhóm VIIA là 28.

a) Tính nguyên tử khối.

b) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó.

Phương pháp giải

Ta có: 2Z + N = 28 và 1Z ≤ N ≤ 1,5Z → Tìm được giá trị Z → Viết được cấu hình

Hướng dẫn giải

Câu a:

Trong nguyên tử Y

Số p = số e = Z và số n = N

Theo đề bài ta có: 2Z + N = 28 ⇒ N = 28 - 2Z

Nguyên tử bền: 1Z ≤ N ≤ 1,5Z ⇒ 1Z ≤ 28 - 2Z ≤ 1,5Z ⇒ 8 ≤ Z ≤ 9,33

Vậy Z ∈ {8, 9}. Tuy nhiên trong 2 giá trị của Z ta chọn được 1 giá trị Z cho số khối A và số thứ tự nhóm thích hợp nhờ vào bảng biện luận sau:

Vậy nguyên tố cần tìm là F (flo).

Câu b: Cấu hình e của F: 1s²2s²2p⁵.

Oxit cao nhất của một nguyên tố là RO₃, trong hợp chất của nó với hiđro có 5,88% hiđro về khối lượng. Xác định nguyên tố đó.

Phương pháp giải

Oxit cao nhất của nguyên tố R ứng với công thức RO₃ ⇒ R thuộc nhóm VIA, hợp chất khí với hiđro của R là RH₂.

Từ %H ⇒ R ?

Hướng dẫn giải

Oxit cao nhất của nguyên tố R ứng với công thức RO₃ ⇒ R thuộc nhóm VIA, hợp chất khí với hiđro của R là RH₂.

Ta có:   %H = 5,88% 

⇒ R = 32u ⇒ R là S (lưu huỳnh)

Hợp chất khí với hiđro của một nguyên tố là RH₄. Oxit cao nhất của nó chứa 53,3% oxi về khối lượng. Tìm nguyên tố đó.

Phương pháp giải

Hợp chất khí với hidro của nguyên tố R ứng với công thức RH₄ ⇒ R thuộc nhóm IVA, oxit cao nhất của R là RO₂.

Từ %O ⇒ R ?

Hướng dẫn giải

Hợp chất khí với hidro của nguyên tố R ứng với công thức RH₄ ⇒ R thuộc nhóm IVA, oxit cao nhất của R là RO₂.

Ta có:

%O = 53,3% ⇒ (2.16.100) : (R+2.16) = 53,3

⇒ R = 28u ⇒ R là Si (Silic)

Khi cho 0,6 gam một kim loại nhóm IIA tác dụng hết với nước tạo ra 0,336 lít khí hiđro (ở điều kiện tiêu chuẩn). Xác định kim loại đó.

Phương pháp giải

Phương trình hóa học: M +  2H₂O  →  M(OH)₂  + H₂

nX = nH₂ = ?

⇒ m_X ⇒ M = ?

Hướng dẫn giải

Đặt kí hiệu của kim loại cần tìm là X

nH₂ = 0,336/22,4 = 0,015 mol

Phương trình phản ứng:

M    +    2H₂O    →    M(OH)₂    +    H₂

0,015                ←                        0,015

Theo pt: nX = nH₂ = 0,015 mol

⇒ m_X = 0,015. M_X = 0,6

⇒ M = 40(g/mol). Vậy M là nguyên tố Ca.

Hai nguyên tố A, B đứng kế tiếp nhau trong một chu kì của bảng tuần hoàn có tổng số đơn vị điện tích hạt nhân là 25.

a) Viết cấu hình electron để xác định hai nguyên tố A và B thuộc chu kì nào, nhóm nào.

b) So sánh tính chất hóa học của chúng.

Phương pháp giải

Z_A - Z_B = 1 và Z_A + Z_B = 25 → Z_A và Z_B

→ Cấu hình electron → Kết luận

Hướng dẫn giải

Câu a: Gọi số điện tích hạt nhân của nguyên tố A là Z_A, số điện tích hạt nhân của nguyên tố B là Z_B. Theo đề bài ta có

Z_A - Z_B = 1 và Z_A + Z_B = 25

Suy ra: Z_A = 13 (Al) và Z_B = 12 (Mg)

Câu b: Cấu hình electron của Al: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹. Al thuộc chu kì 3, nhóm IIIA

Cấu hình electron của Mg: 1s²2s²2p⁶3s². Mg thuộc chu kì 3, nhóm IIA

Câu c: Al và Mg thuộc cùng chu kì. Theo quy luật, Mg có tính kim loại mạnh hơn Al.

Cho 8,8 gam một hỗn hợp hai kim loại nằm ở hai chu kì liên tiếp nhau và thuộc nhóm IIIA, tác dụng với HCl dư thì thu được 6,72 lít khí hiđro ở điều kiện tiêu chuẩn. Dựa vào bảng tuần hoàn cho biết tên của hai kim loại đó.

Phương pháp giải

Gọi kí hiệu chung của 2 kim loại hóa trị III là X

2M    +    6HCl     →     2MCl₃    +    3H₂

nM = 2/3. nH₂ = ?

⇒ m_hh = nM. M_X = 8,8 ⇒ M_X = ?

Hướng dẫn giải

Gọi kí hiệu chung của 2 kim loại hóa trị III là X

n_H2 = 6,72/22,4 = 0,3 mol

PTHH: 2M    +    6HCl     →     2MCl₃    +    3H₂

           0,2                           ←                        0,3

Theo pt: nM = 2/3. nH₂ = 2/3. 0,3 = 0,2 mol

⇒ m_hh = 0,2. M_X = 8,8 ⇒ M_X = 44

Có: 27 (Al) < M = 44 < 70 (Ga).

Vậy kim loại cần tìm là Al và Ga.

Nguyên tố X có cấu hình electron như sau: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹

Hãy xác định:

a) Vị trí của X trong bảng tuần hoàn.

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

Phương pháp giải

Từ cấu hình, xác định vị trí, tính chất

Hướng dẫn giải

Câu a: Cấu hình e của X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹

X là nguyên tố thuộc chu kì 4, nhóm VIB.

Câu b: X là kim loại chuyển tiếp. Hóa trị cao nhất đối với X của oxi là 6. Công thức oxit cao nhất: XO₃.

Viết cấu hình electron nguyên tử các nguyên tố trong nhóm IA: Li, Na, K, Rb, Cs. Hãy sắp xếp các nguyên tố đó theo chiều giảm dần của bán kính nguyên tử, giải thích.

Phương pháp giải

Viết cấu hình electron theo ba bước:

B1: Điền lần lượt các e vào các phân lớp theo thứ tự tăng dần mức năng lượng.

B2: Sắp xếp lại theo thứ tự các lớp và phân lớp theo nguyên tắc từ trong ra ngoài.

B3: Xem xét phân lớp nào có khả năng đạt đến bão hòa hoặc bán bão hòa thì có sự sắp xếp lại các electron ở các phân lớp (chủ yếu là d và f) 

Hướng dẫn giải

Cấu hình electron của các nguyên tố nhóm IA:

Li (Z = 3): 1s²2s¹.

Na (Z = 11): 1s²2s²2p⁶3s¹.

K (Z = 19): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

Rb (Z = 37): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s² 4p⁶5s¹;

Cs (Z = 35): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s² 4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶s¹:

Các nguyên tố này dều thuộc nhóm IA.

Theo quy luật biến đổi bán kính nguyên tử của các nguyên tố trong nhóm A thì bán kính nguyên tử của các nguyên tố này giảm dần theo thứ tự:

R_Cs > R_Rb > R_K > R_Na > R_Li