Ví dụ 1: Viết cấu hình electron của các nguyên tử của các nguyên tố có Z=20 và Z=35. Hãy cho biết vị trí của từng nguyên tố trong bảng tuần hoàn và dự đoán xem nguyên tố đó là kim loại hay phi kim ?
Hướng dẫn giải chi tiết:
Z =20 : 1s22s22p63s23p64s2
\=> Nguyên tố này nằm ở ô số 20, chu kì 4, nhóm IIA và là kim loại
Z = 35: 1s22s22p63s23p63d104s24p5
\=> Nguyên tố này nằm ở ô số 35, chu kì 4, nhóm VIIA và là phi kim.
Ví dụ 2: Số thứ tự của nguyên tố A là 8, nguyên tố B là 17, nguyên tố C là 19. Viết cấu hình electron của chúng và cho biết chúng thuộc chu kì nào, nhóm nào ?
Hướng dẫn giải chi tiết:
Số thứ tự của nguyên tố A là 8 => ZA =8
Cấu hình e của A: 1s22s22p4
\=> A nằm ở ô số 8, chu kì 2 nhóm VIA
Số thứ tự của nguyên tố B là 17 => ZB = 17
Cấu hình e của B: 1s22s22p63s23p5
\=> B nằm ở ô số 17, chu kì 3 nhóm VIIA
Số thứ tự của nguyên tố C là 19 => ZC = 19
Cấu hình e của C : 1s22s22p63s23p64s1
\=> C nằm ở ô số 19, chu kì 4 nhóm IA.
Ví dụ 3: Ion X2- có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2s22p6. Nguyên tố X có vị trí nào trong bảng tuần hoàn ?
- ô thứ 10, chu kì 2, nhóm VIIIA.
- ô thứ 8, chu kì 2, nhóm VIA.
- ô thứ 12, chu kì 3, nhóm IIA.
- ô thứ 9, chu kì 2, nhóm VIIA.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Cấu hình e của X là: 1s22s22p6
X2- là anion do X được nhận 2 e tạo thành.
\=> Cấu hình electron của X là: 1s22s22p4.
X nằm ở ô số 8, chu kì II, nhóm VIA.
Ví dụ 4: Nguyên tố ở vị trí nào trong bảng tuần hoàn có cấu hình electron hóa trị là 3d104s1
- Chu kì 4, nhóm IB
- Chu kì 4, nhóm IA.
- Chu kì 4, nhóm VIA.
- Chu kì 4, nhóm VIB.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Cấu hình electron của nguyên tố đang xét là: 1s22s22p63s23p63d104s1.
\=> Nguyên tố này nằm ở chu kì 4, nhóm IB
Đáp án A
Ví dụ 5: : Một ion M3+ có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 79, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 19. Cấu hình electron của nguyên tử M là :
- [Ar]3d54s1. B. [Ar]3d64s2.
- [Ar]3d64s1. D. [Ar]3d34s2.
Hướng dẫn giải chi tiết:
M3+ là do nguyên tử M bị mất đi 3 electron hình thành nên.
ion M3+ có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 79
\=> M có tổng số hạt proton, nơtron, electron là : 79 + 3 = 82
Gọi số hạt proton, notron, electron của M lần lượt là: p, n, e
\=> p + n + e = 82 => 2p + n = 82 [I]
Mặt khác, trong M3+ số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 19
\=> p + e - 3 – n = 19 => 2p – n = 22 [II]
Từ [I] và [II] => p = 26, n = 30.
ZM =26 => Cấu hình e của M là: 1s22s22p63s23p63d64s2.
Dạng 2: Từ đặc điểm vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn => Tên nguyên tố hóa học
* Một số lưu ý:
- 2 nguyên tố thuộc 1 chu kì, thuộc 2 nhóm liên tiếp thì sẽ có số hiệu nguyên tử là 2 số nguyên liên tiếp nhau
- 2 nguyên tố thuộc cùng 1 nhóm, thuộc 2 chu kì liên tiếp thì số hiệu nguyên tử có thể hơn kém nhau 2, 8,18,32
[Các em nên mường tượng ra bảng tuần hoàn để có thể chủ động hơn trong việc xác định nhé]
* Một số ví dụ cụ thể
Ví dụ 1: Hai nguyên tố A, B đứng kế tiếp nhau trong cùng một chu kì trong bảng tuần hoàn, có tổng điện tích hạt nhân là 25. Xác định vị trí của A, B trong bảng tuần hoàn. A, B là kim loại hay phi kim ?
Hướng dẫn giải chi tiết
A,B đứng kế tiếp trong 1 chu kì => ZA và ZB là 2 số nguyên liên tiếp nhau.
Mặt khác ZA + ZB = 25
\=> ZA = 12; ZB = 13.
ZA = 12 => Cấu hình e của A: 1s22s22p63s2 => A là kim loại
ZB = 13 => Cấu hình e của B : 1s22s22p63s23p1 => B là kim loại
Ví dụ 2: X và Y là hai nguyên tố thuộc cùng một phân nhóm và ở hai chu kì liên tiếp trong bảng hệ thống tuần hoàn. Tổng số các hạt mang điện trong nguyên tử X và Y là 52. Xác định số thứ tự của nguyên tử X và Y. Chúng thuộc nhóm mấy, chu kì mấy trong bảng phân loại tuần hoàn các nguyên tố hoá học?
Hướng dẫn giải chi tiết
Theo đề bài X, Y thuộc cùng 1 nhóm và 2 chu kì liên tiếp nên sẽ xảy ra các trường hợp như sau:
Tổng số hạt mang điện trong 2 nguyên tử X, Y là 52 => 2ZX + 2ZY = 52
\=> ZX + ZY = 26 [I]
TH1: ZX – ZY = 2 [II] [X, Y phải thuộc chu kì 1, 2]
Từ [I] và [II] => ZX =14; ZY = 12 [loại]
TH2: ZX – ZY = 8 [III]
Từ [I] và [III] => ZX = 17, ZY = 9
\=> X là Cl: 1s22s22p63s23p5
X thuộc chu kì 3 nhóm VIIA
\=> Y là F: 1s22s22p5
Y thuộc chu kì 2 nhóm VIIA
TH3: ZX – ZY = 18 [IV] [X, Y thuộc từ chu kì 4 trở đi]
Từ [I] và [IV] => ZX =22; ZY = 4 [loại]
TH4: ZX – ZY = 32 [loại vì 32 > 26]
Dạng 3: Bài toán tìm kim loại
* Một số lưu ý:
- Nếu như đề bài yêu cầu cần tìm 2 kim loại thuộc 2 chu kì liên tiếp thì ta nên thay bằng 1 kim loại có khối lượng mol trung bình . Dựa vào giả thiết và tính chất của giá trị trung bình [M1 MA < 29,3333 < MB
\=> A là Mg và B là Ca.
2. [1] n HCl = 2 . n H2 = 0,15 * 2 = 0,3 [mol]
\=> n HCl đã dùng = 0,3 + 0,3 * 0,25 = 0,375 mol
V HCl = n : CM = 0,375 : 1 = 0,375 lít
Ví dụ 3: Hỗn hợp A gồm hai muối cacbonat của hai kim loại kế tiếp nhau trong nhóm IIA. Hòa tan hoàn toàn 3,6 gam hỗn hợp A trong dung dịch HCl thu được khí B, cho toàn bộ lượng khí B hấp thụ hết bởi 3 lít dung dịch Ca[OH]2 0,015M, thu được 4 gam kết tủa.Xác định hai muối cacbonat và tính khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp A.
Hướng dẫn giải chi tiết
Gọi MCO3 là CTPT trung bình của 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong nhóm IIA. Ta có phương trình phản ứng:
MCO3 + 2HCl → MCl2 + CO2 + H2O [1]
nCa[OH]2 = 0,015 * 3 = 0,045 [mol]
nCaCO3 = m : M = 4 : 100 = 0,04 [mol]
Ta thấy sau khi hấp thụ hoàn toàn khí CO2 thì lượng kết tủa thu được nhỏ hơn lượng Ca[OH]2
\=> Chất sinh ra sau phản ứng có cả Ca[HCO3]2
n Ca[HCO3]2 = 0,045 – 0,04 = 0,005 [mol]
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố C
\=> n CO2 = nCaCO3 + 2 * n Ca[HCO3]2 = 0,04 + 0,005 * 2 = 0,05 [mol]
Từ [1] => n MCO3 = n CO2 = 0,05 [mol]
MMCO3 = m : n = 3,6 : 0,05 = 72 [gam/ mol]
\=> MM = 72 – 60 = 12
Ta đang xét 2 kim loại thuộc 2 chu kì liên tiếp, nằm trong nhóm IIA
\=> 2 kim loại đó là Be [9] và Mg [24]
2. Gọi số mol của BeCO3, MgCO3 lần lượt là x, y mol
\=> Ta có hệ phương trình
\[\left\{ \begin{array}{l}x + y = 0,05\\69x + 84y = 3,6\end{array} \right. = > \left\{ \begin{array}{l}x = 0,04\\y = 0,01\end{array} \right.\]