Bài 6: Xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử các nguyên tố trong một chu kì và trong một nhóm

1. Kiến thức trọng tâm

Ba tính chất quan trọng nhất của nguyên tử là bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa và độ âm điện.

Bán kính nguyên tử là khoảng cách từ hạt nhân đến lớp electron ngoài cùng. Trong một chu kì, khi đi từ trái sang phải, điện tích hạt nhân tăng dần trong khi số lớp electron không đổi, lực hút của hạt nhân đối với electron lớp ngoài cùng mạnh lên nên bán kính nguyên tử giảm dần. Trong một nhóm, khi đi từ trên xuống dưới, số lớp electron tăng dần nên bán kính nguyên tử tăng dần.

Năng lượng ion hóa thứ nhất, kí hiệu là $I_1$, là năng lượng cần thiết để tách một electron ra khỏi nguyên tử ở thể khí và biến nó thành ion dương: $X(g) \rightarrow X^+(g) + e^-$. Trong một chu kì, từ trái sang phải, $I_1$ có xu hướng tăng dần vì electron lớp ngoài cùng bị hạt nhân hút mạnh hơn nên khó tách ra. Trong một nhóm, từ trên xuống dưới, $I_1$ giảm dần vì electron lớp ngoài cùng ở xa hạt nhân hơn, bị hút yếu hơn nên dễ tách ra.

Độ âm điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử khi tạo thành liên kết hóa học. Trong một chu kì, từ trái sang phải, độ âm điện tăng dần. Trong một nhóm, từ trên xuống dưới, độ âm điện giảm dần.

2. Ví dụ minh họa

Sắp xếp các nguyên tố $Na$ ($Z = 11$), $Mg$ ($Z = 12$), $K$ ($Z = 19$) theo chiều bán kính nguyên tử tăng dần.

Lời giải: $Na$ và $Mg$ cùng thuộc chu kì $3$, $Mg$ ở bên phải $Na$ nên bán kính Mg < Na. $Na$ và $K$ cùng thuộc nhóm $1$, $K$ ở dưới $Na$ nên bán kính K > Na. Vậy thứ tự bán kính tăng dần là: Mg < Na < K.

3. Ghi nhớ

• Trong một chu kì, từ trái sang phải: bán kính giảm, năng lượng ion hóa tăng, độ âm điện tăng.
• Trong một nhóm, từ trên xuống dưới: bán kính tăng, năng lượng ion hóa giảm, độ âm điện giảm.
• Flo có độ âm điện lớn nhất; kim loại mạnh ở góc dưới bên trái, phi kim mạnh ở góc trên bên phải.