Cơ Bản: Nguyên Tử và Bảng Tuần Hoàn
Basic - Cơ BảnMục Lục
Nguyên Tử
Khái niệm cơ bản
Nguyên tử là hạt cơ bản tạo nên mọi chất. Nó gồm:
- Hạt nhân: Nằm ở trung tâm, chứa proton (mang điện tích dương, ) và neutron (không mang điện).
- Electron: Mang điện tích âm (), chuyển động xung quanh hạt nhân theo các lớp và phân lớp.
Số proton (Z): Đặc trưng cho nguyên tố hóa học. Ví dụ: Z của Hydro là 1, của Oxy là 8.
Số khối (A): Tổng số proton và neutron trong hạt nhân: , trong đó N là số neutron.
Kí hiệu nguyên tử: , trong đó X là kí hiệu hóa học của nguyên tố.
Cấu hình electron
Cấu hình electron cho biết cách electron phân bố vào các lớp và phân lớp electron.
- Lớp electron: K (n=1), L (n=2), M (n=3), N (n=4),... Mỗi lớp có tối đa electron.
- Phân lớp electron: s (tối đa 2 electron), p (tối đa 6 electron), d (tối đa 10 electron), f (tối đa 14 electron).
Nguyên tắc viết cấu hình electron:
- Điền electron vào các lớp và phân lớp theo thứ tự năng lượng tăng dần: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p,...
- Số electron tối đa trên mỗi phân lớp: s2, p6, d10, f14.
Ví dụ 1
Đề bài: Viết cấu hình electron của Natri (Na, Z = 11).
Lời giải:
- Tổng số electron: 11.
- Điền electron theo thứ tự: 1s2 2s2 2p6 3s1.
- Cấu hình electron của Na: 1s22s22p63s1. Hoặc [Ne]3s1 (Ne là Neon, có cấu hình 1s22s22p6).
Ví dụ 2
Đề bài: Viết cấu hình electron của Oxi (O, Z = 8).
Lời giải:
- Tổng số electron: 8.
- Điền electron theo thứ tự: 1s2 2s2 2p4.
- Cấu hình electron của O: 1s22s22p4. Hoặc [He]2s22p4 (He là Heli, có cấu hình 1s2).
Bảng Tuần Hoàn
Khái niệm cơ bản
Bảng tuần hoàn là bảng sắp xếp các nguyên tố hóa học dựa trên số proton (Z) và cấu hình electron.
- Chu kỳ: Hàng ngang trong bảng tuần hoàn. Các nguyên tố trong cùng chu kỳ có số lớp electron bằng nhau.
- Nhóm: Cột dọc trong bảng tuần hoàn. Các nguyên tố trong cùng nhóm có số electron lớp ngoài cùng tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học tương đồng.
Cấu trúc bảng tuần hoàn
- Nhóm A (Nhóm chính): Các nguyên tố s và p. Số nhóm A bằng số electron lớp ngoài cùng. Ví dụ, nguyên tố có 5 electron lớp ngoài cùng thuộc nhóm VA.
- Nhóm B (Nhóm chuyển tiếp): Các nguyên tố d.
Sự biến đổi tuần hoàn tính chất
Trong bảng tuần hoàn, một số tính chất biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân:
- Tính kim loại và phi kim: Tính kim loại tăng từ phải sang trái và từ trên xuống dưới. Tính phi kim tăng từ trái sang phải và từ dưới lên trên.
- Độ âm điện: Khả năng hút electron của nguyên tử trong liên kết hóa học. Độ âm điện tăng từ trái sang phải và từ dưới lên trên.
- Bán kính nguyên tử: Khoảng cách từ hạt nhân đến lớp electron ngoài cùng. Bán kính nguyên tử giảm từ trái sang phải và tăng từ trên xuống dưới.
Ví dụ 3
Đề bài: Xác định vị trí của nguyên tố X (Z = 17) trong bảng tuần hoàn và cho biết tính chất cơ bản của nó.
Lời giải:
- Cấu hình electron của X: 1s22s22p63s23p5.
- Chu kỳ: 3 (3 lớp electron).
- Nhóm: VIIA (7 electron lớp ngoài cùng).
- Tính chất: Phi kim (nằm ở phía trên bên phải của bảng tuần hoàn).
Liên Kết Hóa Học
Khái niệm
Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tử để tạo thành phân tử hoặc mạng tinh thể, giúp chúng đạt trạng thái bền vững hơn.
Các loại liên kết chính
- Liên kết ion: Hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu (cation mang điện dương và anion mang điện âm). Thường xảy ra giữa kim loại điển hình và phi kim điển hình. Ví dụ: NaCl.
- Liên kết cộng hóa trị: Hình thành do sự dùng chung electron giữa các nguyên tử. Thường xảy ra giữa các phi kim. Có hai loại:
- Liên kết cộng hóa trị không cực: Các electron được dùng chung đều giữa các nguyên tử. Ví dụ: H2, Cl2.
- Liên kết cộng hóa trị có cực: Các electron được dùng chung lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Ví dụ: HCl, H2O.
- Liên kết kim loại: Hình thành do sự dùng chung electron tự do giữa các nguyên tử kim loại.