Bài 8: Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hóa học

Tóm tắt lý thuyết

1.1. Sự biến đổi cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố

  • Cấu hình electron ngoài cùng của các nguyên tố trong cùng một nhóm được lặp đi lặp lại biến đổi tuần hoàn.
  • Số thứ tự của nhóm A bằng số electron ở lớp ngoài cùng (số electron hóa trị)
  • Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố khi điện tích hạt nhân tăng dần, chính là nguyên nhân của sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố.

1.2. Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố nhóm A

1.2.1. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của các nguyên tố nhóm A.

  • Trong cung một nhóm A nguyên tử của các nguyên tố có cùng số electron ở lớp ngoài cùng (số electron hóa trị)
  • nsanpb     ( 1  ≤  a  ≤ 2 ; 0 ≤  b  ≤ 6)
  • Số electron hóa trị =   a + b
  • Electron hóa trị của các nguyên tố nhóm IA và IIA thuộc phân lớp s nên là các nguyên tố s
  • Electron hóa trị của các nguyên tố nhóm IIIA và VIIIA thuộc phân lớp p nên là các nguyên tố p

1.2.2. Một số nhóm A tiêu biểu

Nhóm VIIIA (Nhóm khí hiếm)

  • Có 8 electron lớp ngoài cùng.
  • Cấu hình electron lớp ngoài cùng ns2np6
  • Không tham gia phản ứng hóa học.

Nhóm IA là nhóm kim loại kiềm

  • Cấu hình electron lớp ngoài cùng: ns1 ⇒ có 1 electron ở lớp ngoài cùng có khuynh hướng mất 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm.
  • Phương trình hóa học:

4Na   +     O2  →   2Na2O

2Na     +   2H2O  →  NaOH + H2

2Na    +    Cl2  →   2NaCl

Nhóm VIIA (Nhóm halogen)

  • Cấu hình electron lớp ngoài cùng: ns2np5
  • Có 7 electron ở lớp ngoài cùng có khuynh hướng nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm.
  • Các nguyên tử halogen có khuynh hướng thu thêm một electron để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm. Halogen có hóa trị 1.
  • Ở dạng đơn chất phân tử halogen gồm hai nguyên tử: F2, Cl2, Br2, I2. Đó là những phi kim điển hình (At là nguyên tố phóng xạ).
  • Phân tử gồm hai nguyên tử: F2 , Cl2 , Br2 , I2
  • Phản ứng với kim loại tạo muối:

2Al   +    3Cl2 → 2AlCl3

2K    +    Br2   → KBr

  • Phản ứng với hiđro:

Cl2    +    H2  →   2HCl