I. Xác định vị trí NTHH trong BTH từ cấu hình electron
Xét cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố X:
– ZX = Số thứ tự của X trong bảng tuần hoàn
– Số thứ tự chu kì = số lớp e của X
– Số thứ tự nhóm = số e hóa trị của X (Electron hóa trị bằng số e lớp ngoài cùng cộng với phân lớp kế bên nếu phân lớp đó chưa bão hòa.)
+ Nếu cấu hình e lớp ngoài cùng có dạng nsanpb (a = 1 → 2 và b = 0 → 6)
=> Nguyên tố thuộc nhóm (a + b)A.
+ Nếu cấu hình e kết thúc ở dạng (n – 1)dxnsy(x = 1 → 10; y = 1 → 2)
=> Nguyên tố thuộc nhóm B:
++) Nhóm (x + y)B nếu 3 ≤ (x + y) ≤ 7.
++) Nhóm VIIIB nếu 8 ≤ (x + y) ≤ 10.
++) Nhóm (x + y – 10)B nếu 10 < (x + y).
Ví dụ: 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?
Lời giải:
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.
II. Xác định 2 nguyên tố thuộc cùng nhóm A
– Tổng số hiệu nguyên tử 4 < ZA + ZB < 32 thì A, B sẽ thuộc các chu kỳ nhỏ hay ZA – ZB = 8.
– Nếu ZA + ZB > 32 thì ta phải xét cả 3 trường hợp:
+ A là H.
+ A và B cách nhau 8 đơn vị.
+ A và B cách nhau 18 đơn vị.
Ví dụ 1: A và B là 2 nguyên tố liên tiếp nhau trong cùng một nhóm có tổng số proton trong hạt nhân là 24. Vị trí của A trong bảng tuần hoàn là (biết ZA < ZB)
A. chu kì 3, nhóm IVA
B. chu kì 3, nhóm VIA
C. chu kì 2, nhóm IVA
D. chu kì 2, nhóm VIA
Phương pháp giải:
A và B là 2 nguyên tố liên tiếp nhau trong cùng một nhóm nên ta xét các trường hợp sau:
TH 1: ZB– ZA = 1
TH 2: ZB– ZA = 8
TH 3: ZB – ZA = 18
Xét lần lượt các trường hợp trên để tìm ZA và ZB. Từ đó xác định được vị trí của A trong bảng tuần hoàn.
Lời giải:
Biết ZA < ZB
A và B là 2 nguyên tố liên tiếp nhau trong cùng một nhóm nên ta xét các trường hợp sau:
* Trường hợp 1: ZB– ZA = 1 và ZA + ZB = 24→ ZA = 11,5 và ZB = 12,5 → loại TH1
* Trường hợp 2: ZB– ZA = 8 và ZA + ZB = 24 → ZA = 8 và ZB = 16
A (Z = 8): 1s22s22p4 → A thuộc chu kì 2, nhóm VIA
B (Z = 16): 1s22s22p63s23p4 → B thuộc chu kì 3 nhóm VIA
→ TH2 thỏa mãn.
* Trường hợp 3: ZB – ZA = 18 và ZA + ZB = 24 → ZA = 3 và ZB = 21
A (Z = 3): 1s22s1→ A thuộc chu kì 2, nhóm IA
B (Z = 21): 1s22s22p63s23p63d14s2 → B thuộc chu kì 3, nhóm IIIB
→ loại TH3
Vậy nguyên tố A thuộc chu kì 2, nhóm VIA
=> Đáp án D
Ví dụ 2: 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 ?
Lời giải:
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
III. Cách xác định nguyên tố thuộc 2 nhóm A liên tiếp
Nếu giả sử ZA < ZB
Nếu A và B thuộc cùng 1 chu kỳ thì: ZA – ZB = 1.
Nếu A và B không biết có thuộc cùng 1 chu kỳ hay không thì phải dựa vào $overset{_}{mathop{Z}},$ và ZA < $overset{_}{mathop{Z}},$< ZB.
Ví dụ: X và Y là hai nguyên tố thuộc hai nhóm A liên tiếp của cùng 1 chu kì. Biết ZX < ZY và ZX + ZY = 31. Y thuộc nhóm VIA. Kết luận nào sau đây là đúng với X và Y?
A. X và Y đều là kim loại.
B. Ở trạng thái cơ bản Y có một electron độc thân.
C. Ở trạng thái cơ bản X có 3 electron độc thân.
D. Công thức oxit cao nhất của X là XO2.
Lời giải:
X và Y là hai nguyên tố thuộc hai nhóm A liên tiếp của cùng 1 chu kì → ZY – ZX = 1
Ta giải hệ: ZX + ZY = 31 và ZY – ZX = 1 → X là P và Y là S
Cấu hình e của S: 1s22s22p63s23p4
Cấu hình e của P: 1s22s22p63s23p3
– A sai vì X, Y đều là phi kim
– B sai vì Y có 2e độc thân
– C đúng
– D sai vì công thức oxit cao nhất là P2O5.
=> Đáp án C