Cơ sở của bàng tuần hoàn hóa học

Mô hình hạt nhân nguyên tử của Rutherford đã giúp giải thích tại sao các nguyên tử của nguyên tố khác nhau thể hiện phản ứng hóa học khác nhau. Danh tính của một nguyên tố được xác định bởi số hiệu nguyên tử (Z), số lượng proton trong hạt nhân của nguyên tố đó.

Do đó, số hiệu nguyên tử của mỗi nguyên tố là khác nhau. Các nguyên tố đã biết được sắp xếp theo thứ tự tăng dần Z trong bảng tuần hoàn.

Mỗi phần tử được gán một ký hiệu một, hai hoặc ba chữ cái duy nhất. Tên của các nguyên tố được liệt kê trong bảng tuần hoàn, cùng với ký hiệu, số nguyên tử và khối lượng nguyên tử của chúng.

Tính chất hóa học của mỗi nguyên tố được xác định bởi số lượng proton và electron của nó. Trong một số nguyên tử trung tính, số electron bằng số lượng proton.

Đặc điểm của bảng tuần hoàn hóa học

Các nguyên tố được sắp xếp trong bảng tuần hoàn, có lẽ là công cụ đắc lực cho việc học môn hóa. Nó tóm tắt lượng thông tin khổng lồ về các nguyên tố theo cách thuận lợi cho việc dự đoán tính chất và phản ứng hóa học của chúng.

Các nguyên tố được sắp xếp thành 7 hàng ngang theo chiều tăng dần số hiệu nguyên tử từ trái sang phải và từ trên xuống dưới.

Các hàng được gọi là chu kỳ và được đánh số từ 1 đến 7.

Các cột được xếp sao cho các nguyên tố xếp chồng lên nhau sao cho có tính chất hóa học gần giống nhau được gọi là nhóm, đánh số từ 1 đến 18.

Nhóm 1,2 và 13-18 được gọi là nhóm chính, được liệt kê là nhóm A trong bảng tuần hoàn.

Nhóm 3-12 được gọi là nguyên tố chuyển tiếp được liệt kê là nhóm B.

Kim loại, phi kim và nguyên tố trung gian trong bảng tuần hoàn

Đường ngoằn ngèo màu cam đậm chạy chéo từ bên trái xuống dưới ở nhóm 13-16 trong bảng tuần hoàn. Chia các nguyên tố thành kim loại (màu xanh lam) và phi kim (màu đồng). Các nguyên tố màu vàng nằm dọc theo đường chéo thể hiện tính chất trung gian giữa kim loại và phi kim, chúng được gọi là bán kim loại.

Sự khác biệt giữa kim loại và phi kim là một trong những điều quan trọng nhất trong hóa học. Kim loại – chẳng hạn như đồng hoặc vàng là chất dẫn điện và nhiệt tốt. Chúng được kéo thành dây vì dễ uốn. Chúng có thể rèn hoặc ép thành tấm hoặc lá, hầu hết có vẻ ngoài sáng bóng. Phần lớn các nguyên tố đã biết là kim loại. Trong số các kim loại chỉ có thủy ngân là chất lỏng ở nhiệt độ phòng, còn lại đều là chất rắn.

Ngược lại, phi kim nói chung là chất dẫn nhiệt và điện kém và không bóng. Phi kim có thể là chất khí như clo, chất lỏng như brom hoặc chất rắn như iot ở nhiệt độ và áp suất phòng. Hầu hết các phi kim đều rất giòn, vì vậy chúng vỡ thành các mảnh nhỏ khi đập bằng búa hoặc kéo dây. Đúng như dự đoán, bán kim loại thể hiện tính chất trung gian giữa kim loại và phi kim.

Ví dụ: dựa vào vị trí của nó trong bảng tuần hoàn, hãy cho biết selen là kim loại, phi kim hay bán kim loại?

Trả lời:

Selen có số hiệu nguyên tử là 34, thuộc chu kỳ 4 và nhóm 16. Nó nằm bên phải đường chéo ranh giới giữa kim loại và phi kim. Vì vậy nó phải là một phi kim.

Tuy nhiên nó gần với đường phân chia kim loại và phi kim. Nên nó sẽ tương tự bán kim loại ở một số tính chất.

Các nhóm trong bảng tuần hoàn hóa học

Như đã lưu ý, bảng tuần hoàn sắp xếp sao cho các nguyên tố có hành vi hóa học tương tự nhau vào cùng một nhóm. Các nhà hóa học đưa ra những tuyên bố chung về tính chất của nhóm bằng cách sử dụng tên mô tả và nguồn gốc lịch sử. Ví dụ, các nguyên tố thuộc nhóm 1 được gọi là kim loại kiềm, nhóm 2 là kim loại kiềm thổ, nhóm 17 là halogen và nhóm 18 là khí hiếm.

Nhóm 1: kim loại kiềm

Các kim loại kiềm là liti, natri, kali, rubidi, xezi và franxi. Hydro độc đáo ở chỗ nó được xếp vào nhóm 1, nhưng nó không phải là kim loại. Hợp chất của các kim loại kiềm phổ biến trong tự nhiên và đời sống hàng ngày. Một ví dụ là muối ăn (natri clorua), các hợp chất của liti được sử dụng trong mỡ bôi trơn, trong pin và làm thuốc điều trị trầm cảm. Mặc dù liti, rubidi và xezi tương đối hiếm trong tự nhiên, còn franxi thì không ổn định và có tính phóng xạ cao đến mức nó chỉ tồn tại ở một lượng nhỏ. Natri và kali lần lượt là các nguyên tố phổ biến thứ bảy và thứ 8 trong lớp vỏ trái đất.

Nhóm 2: kim loại kiềm thổ

Các kim loại kiềm thổ là berili, magie, canxi, stronti, bari và radium. Beryllium, stronti và bari rất hiếm, còn radium không ổn định và có tính phóng xạ cao. Ngược lại, canxi và magie lần lượt là nguyên tố phổ biến thứ năm và thứ sáu trên trái đất. Chúng được tìm thấy trong các mỏ đá vôi khổng lồ và các khoáng chất khác.

Nhóm 17: các halogen

Các halogen là flo, clo, brom, iot và astatin. Trên gọi halogen bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là tạo muối. phản ánh rằng tất cả các halogen phản ứng dễ dàng với kim loại để tạo thành các hợp chất. Chẳng hạn như natri clorua và canxi clorua.

Các hợp chất chứa ion florua được thêm vào kem đánh răng và nguồn nước để ngăn ngừa sâu răng. Flo cũng được tìm thấy trên lớp phủ của các dụng cụ nhà bếp. Clo là nguyên nhân xây ra hiệu ứng nhà kính, tác động xấu đến tầng ozon. Brom và iot ít phong phú hơn clo, astatine phóng xạ đến mức nó chỉ tồn tại số lượng không đáng kể trong tự nhiên.

Nhóm 18: khí hiếm

Các khí hiếm là helium, neon, argon, krypton, xenon và radon. Bởi vì các khí hiếm chỉ bao gồm các nguyên tử đơn lẻ, nên chúng được gọi là đơn nguyên tử. Ở nhiệt độ và áp suất phòng, chúng là những khí không phản ứng. Do không có khả năng phản ứng nên trong nhiều năm, chúng được gọi là khí trơ hoặc khí hiếm.

Tuy nhiên, các hợp chất hóa học đầu tiên chứa khí hiếm đã được điều chế vào năm 1962.

Mặc dù các khí hiếm là thành phần tương đối nhỏ của khí quyển. Nhưng khí tự nhiên chứa một lượng helium đáng kể. Do phản ứng thấp của nó, argon thường được sử dụng làm môi trường không phản ứng (trơ) để hàn và trong bóng đèn điện. Ánh sáng đỏ do neon phát ra trong ống phóng khí được sử dụng làm đèn neon.

Tổng kết 

Bảng tuần hoàn được sử dụng như một công cụ dự đoán. Nó xắp xếp các nguyên tố theo thứ tự tăng dần số hiệu nguyên tử (Z). Các nguyên tố thể hiện tính chất hóa học tương tự xuất hiện trong các cột dọc được gọi là nhóm (đánh số 1-18 từ trái sang phải), 7 hàng ngang được gọi là chu kỳ.

Một nhóm tên chung phổ biến là nhóm kim loại kiềm (nhóm 1), nhóm kim loại kiềm thổ (nhóm 2) ở ngoài cùng bên trái. Các halogen (nhóm 17) và khí hiếm (nhóm 18) ở phía bên trái.

Các nguyên tố được chia thành kim loại, phi kim và bán kim loại. Các kim loại nằm ở bên trái của bảng tuần hoàn, các phi kim nằm ở bên phải. Chúng được ngăn cách bởi một dải chéo màu đỏ.

Kim loại sáng bóng, dẫn điện tốt và dễ tạo hình, trong khi phi kim rắn thường giòn và dẫn điện kém. Các nhóm quan trọng khác của bảng tuần hoàn là nhóm kim loại chuyển tiếp, lantanua và actinua.

Tin tức nổi bật