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

1. Kiến thức trọng tâm

Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (số hiệu nguyên tử $Z$). Bảng tuần hoàn hiện nay có 118 ô nguyên tố, 7 chu kì và 18 nhóm.

Chu kì là dãy các nguyên tố được xếp theo hàng ngang, theo chiều tăng dần của $Z$. Có 7 chu kì, được đánh số từ $1$ đến $7$. Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử nguyên tố đó.

Nhóm là dãy các nguyên tố được xếp theo cột dọc. Có 18 cột, tương ứng với 18 nhóm, đánh số từ $1$ đến $18$ (theo cách đánh số mới của IUPAC). Các nguyên tố trong cùng một nhóm có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau, vì vậy chúng có tính chất hóa học tương tự nhau. Ngoài ra, người ta còn chia bảng tuần hoàn thành các khối $s, p, d, f$ theo phân lớp electron cuối cùng được điền: khối $s$ gồm nhóm $1, 2$; khối $p$ gồm nhóm $13$–$18$; khối $d$ gồm nhóm $3$–$12$; khối $f$ gồm các nguyên tố họ lantan và actini.

2. Ví dụ minh họa

Nguyên tố $X$ có cấu hình electron lớp ngoài cùng là $3s^2\ 3p^5$. Xác định vị trí của $X$ trong bảng tuần hoàn.

Lời giải: Cấu hình đầy đủ của $X$ là $1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^5$. Nguyên tử $X$ có $3$ lớp electron nên $X$ thuộc chu kì $3$. Số electron lớp ngoài cùng là $2 + 5 = 7$, và electron cuối cùng điền vào phân lớp $p$, nên $X$ thuộc nhóm $17$. Vậy $X$ là clo ($Cl$), nằm ở chu kì $3$, nhóm $17$, thuộc khối $p$ và là phi kim.

3. Ghi nhớ

• Bảng tuần hoàn: 118 ô, 7 chu kì, 18 nhóm, sắp xếp theo $Z$ tăng dần.
• Số thứ tự chu kì = số lớp electron; số electron lớp ngoài cùng xác định số thứ tự nhóm (với các nguyên tố nhóm $A$).
• Các khối $s, p, d, f$ được xác định theo phân lớp electron cuối cùng.
• Các nguyên tố cùng nhóm có tính chất hóa học tương tự nhau.