Bài tập minh họa định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn

Bài tập minh họa có lời giải chi tiết cho chuyên đề Định luật tuần hoàn và& Ý nghĩa của bảng tuần hoàn (kèm xu hướng theo chu kì/ nhóm ...

Bài tập minh họa có lời giải chi tiết cho chuyên đề Định luật tuần hoàn và& Ý nghĩa của bảng tuần hoàn (kèm xu hướng theo chu kì/nhóm, dự đoán tính chất nguyên tố và hợp chất). Phù hợp ôn tập Hóa 10.

1) Xác định vị trí nguyên tố từ cấu hình e⁻

Bài: Nguyên tử X có cấu hình electron: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p3.

a) Xác định Z, chu kì, nhóm.

b) Dự đoán tính kim loại/phi kim và hóa trị cao nhất trong hợp chất với oxi.

Lời giải

Tổng e⁻ = 2+2+6+2+3=15 ⇒ Z = 15 (P).

Số lớp e⁻ = 3 ⇒ chu kì 3.

e⁻ hóa trị: 3s2 3p3 ⇒ ns²np³ ⇒ nhóm VA (nhóm 15).

P là phi kim (cuối chu kì, EN cao hơn kim loại).

Hóa trị tối đa với O là +5 ⇒ P2O5(hay P4O10).

2) So sánh bán kính nguyên tử trong chu kì

Bài: Sắp xếp tăng dần bán kính nguyên tử: Si, Mg, S, Al (chu kì 3).

Lời giải

Trong cùng chu kì, từ trái → phải, bán kính giảm.

Thứ tự Z: Mg(12) > Al(13) > Si(14) > S(16).

⇒ Bán kính lớn → nhỏ: Mg > Al > Si > S.

Hỏi tăng dần ⇒ S < Si < Al < Mg.

3) Năng lượng ion hóa (IE₁) theo nhóm IA

Bài: So sánh IE₁ của Li, Na, K. Giải thích.

Lời giải

Trong cùng nhóm IA, từ trên xuống: bán kính tăng, lực hút hạt nhân với e⁻ hóa trị giảm ⇒ IE₁ giảm.

⇒ IE₁: Li > Na > K.

(Do e⁻ ngoài cùng của K xa nhân nhất, dễ tách nhất.)

4) Độ âm điện & tính axit của oxoaxit halogen

Bài: So sánh độ mạnh axit: HClO, HBrO, HIO.

Lời giải

Cùng công thức chung HO–X với X ∈ {Cl, Br, I}, số oxi hóa +1.

Độ âm điện: Cl > Br > I ⇒ nhóm –O–H bị phân cực mạnh nhất khi X = Cl ⇒ H dễ tách nhất.

⇒ Độ axit: HClO > HBrO > HIO.

5) Tính bazơ của hiđroxit kim loại kiềm

Bài: So sánh tính bazơ của LiOH, NaOH, KOH.

Lời giải

Trong nhóm IA, từ trên ↓ dưới, tính kim loại tăng, độ phân cực M–O giảm, ion OH− tự do hơn ⇒ tính bazơ tăng.

⇒ LiOH < NaOH < KOH.

6) Bản chất oxit theo chu kì 3

Bài: Xác định tính chất axit/bazơ/lưỡng tính của các oxit: Na₂O, MgO, Al₂O₃, SiO₂, P₂O₅, SO₃.

Lời giải

Chu kì 3 từ kim loại → phi kim: bazơ → lưỡng tính → axit.

Bazơ: Na₂O, MgO (tác dụng với H₂O/axit tạo bazơ/muối).

Lưỡng tính: Al₂O₃ (tác dụng với cả axit và bazơ mạnh).

Axit: SiO₂ (axit yếu, không tan nước; tan trong HF, bazơ mạnh nóng chảy), P₂O₅, SO₃ (tạo axit mạnh H3PO4, H2SO4).

Ví dụ minh họa:

Na₂O + H₂O → 2NaOH

Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O

Al₂O₃ + 2NaOH (dd) + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄]

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

7) So sánh tính phi kim trong chu kì

Bài: Trong chu kì 2, nguyên tố nào phi kim mạnh hơn: N hay O? Giải thích bằng EN/IE.

Lời giải

Trong cùng chu kì, sang phải ⇒ EN tăng, IE tăng ⇒ phi kim mạnh hơn.

O (Z=8) nằm bên phải N (Z=7) ⇒ O phi kim mạnh hơn N (EN_O > EN_N).

8) Bán kính ion vs nguyên tử

Bài: So sánh bán kính: Na và Na+; Cl và Cl−. Giải thích.

Lời giải

Na+ mất 1e⁻, loại bỏ lớp ngoài cùng ⇒ r(Na+)<r(Na).

Cl− nhận 1e⁻, lực hút hạt nhân trên mỗi e⁻ giảm, đẩy e⁻–e⁻ tăng ⇒ r(Cl−)>r(Cl).

9) Dự đoán phản ứng với nước của kim loại kiềm

Bài: Kim loại nào phản ứng mãnh liệt nhất với nước: Li, Na, K? Viết PTHH minh họa.

Lời giải

Hoạt động kim loại kiềm tăng từ Li → Na → K. Mãnh liệt nhất: K.

PTHH (điển hình):2K+2H2O→2KOH+H2↑

(Phản ứng tỏa nhiệt mạnh, H₂ dễ bốc cháy.)

10) Bài tổng hợp: vị trí – cấu hình – dự đoán tính chất hợp chất

Bài: Cho ba nguyên tố A, B, C nằm trong chu kì 3 với số hiệu nguyên tử lần lượt: ZA=11, ZB=13, ZC=17.

a) Gọi tên, viết cấu hình e⁻.

b) Xác định tính kim loại/phi kim.

c) Dự đoán tính chất oxit/hidroxit tương ứng và viết 1 PTHH minh họa cho mỗi chất.

Lời giải

a)ZA=11 ⇒ Na: 1s2 2s2 2p6 3s1.

ZB=13 ⇒ Al: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1.

ZC=17 ⇒ Cl:1s2 2s2 2p6 3s2 3p5.

b)

Na, Al là kim loại (trái chu kì), trong đó Na kim loại kiềm; Al kim loại lưỡng tính.

Cl là phi kim mạnh (gần cuối chu kì).

c)

Na₂O (bazơ) → NaOH mạnh:

• Na2O+H2O→2NaOH

Al₂O₃ (lưỡng tính):

• Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O
• hoặc Al2O3+2NaOH+3H2O→2Na[Al(OH)4]

Cl₂O₇ (oxit axit mạnh) → HClO4:

Cl2O7+H2O→2HClO4​

Kết luận

Qua các bài tập minh họa về định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn, chúng ta thấy rằng việc vận dụng lý thuyết không chỉ giúp củng cố kiến thức cơ bản mà còn rèn luyện kỹ năng suy luận logic trong hóa học. Thông qua việc xác định chu kì, nhóm, cấu hình electron hay dự đoán tính chất vật lí – hóa học của nguyên tố và hợp chất, học sinh hiểu rõ hơn mối liên hệ chặt chẽ giữa cấu tạo nguyên tử và tính chất tuần hoàn.

Điều này cho thấy bảng tuần hoàn không chỉ là một công cụ tra cứu mà còn là “chìa khóa” để khám phá hóa học, giúp chúng ta dự đoán, so sánh và giải thích bản chất của nhiều hiện tượng trong tự nhiên và công nghiệp. Việc nắm vững quy luật tuần hoàn sẽ tạo nền tảng vững chắc để học sinh tiếp tục học tập các chương nâng cao hơn trong hóa học 11, 12 và cả trong nghiên cứu khoa học sau này.

Xem thêm chuyên đề về Bảng Tuần Hoàn Các Nguyên Tố Hóa Học:

Bài 5: Cấu tạo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Bài tập tìm tên hai nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học.

Sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố hóa học.

Phương pháp sắp xếp các nguyên tố theo tính kim loại tăng dần - Hóa 10.

Các loại hợp chất của nguyên tố hóa học.

Nêu tính chất của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn | Xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử.

Bài tập trắc nghiệm bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Bài tập tự luận cấu tạo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Bài tập tự luận xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử - Hóa Học 10 Chân trời sáng tạo.

Bài tập trắc nghiệm xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử - Hóa Học 10 Chân trời sáng tạo.

Ôn tập lý thuyết trọng tâm bài 7 định luật tuần hoàn – Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Bài tập trắc nghiệm Định luật tuần hoàn – Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Ôn tập chương 2 Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Hóa Học 10 chương 2 Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Hóa học 10 chân trời sáng tạo.

Luyện thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia môn Hóa học.