Bảng tuần hoàn các nguyên tố- học phần vật lý nguyên tử

Nhóm 1
Phan Văn Trí
Đặng Phương Thảo
Nông Thị Thúy
Trần Thị Thảo Vân
Đinh Thị Mỹ Hạnh
Lưu Thị Vân Anh
Meuy saichongan
Vangtur
Fuxiong
BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
Giảng viên hướng dẫn: Đặng Thu Hương
Thảo luận: Nhóm 1
Thảo luận: Vật lý nguyên tử và hạt nhân
NỘI DUNG:
Các nguyên tố được sắp xếp theo những nguyên tắc nào?
Vai trò, ý nghĩa của bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học là gì?
Khái niệm
Một số bảng tuần hoàn
Vai trò
Ý nghĩa
Hóa học và vật lý lượng tử
Xu hướng tuần hoàn
Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học là gì ?
Nguyên tắc sắp xếp
Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là một phương pháp liệt kê các nguyên tố hóa học thành bảng, dựa trên số hiệu nguyên tử (số proton trong hạt nhân), cấu hình electron và các tính chất hóa học tuần hoàn của chúng.
Các nguyên tố được biểu diễn theo trật tự số hiệu nguyên tử tăng dần, thường liệt kê cùng với ký hiệu hóa học trong mỗi ô.
Dạng tiêu chuẩn của bảng gồm các nguyên tố được sắp xếp thành 18 cột và 7 dòng, với hai dòng kép nằm riêng nằm bên dưới cùng.
I. Khái niệm:
Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học là gì ?
3
II. Một số bảng tuần hoàn:
Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học là gì ?
Có nhiều bảng tuần hoàn với dạng khác dạng tiêu chuẩn. Trong khoảng 100 năm từ khi bảng của Mendeleev xuất hiện năm 1869 người ta ước tính có khoảng 700 phiên bản bảng tuần hoàn khác nhau ấn hành.
Bảng tuần hoàn Mendeleev - 1869
Bảng tuần hoàn xoắn ốc của Theodor Benfey - 1960
Bảng tuần hoàn hóa học bước trái của Janet - 1928




3
Năm 1869, Mendeleev đã tìm ra được định luật tuần hoàn và công bố bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
Ở thời kì của ông, chỉ có 63 nguyên tố được tìm thấy, nên ông phải để trống một số ô trong bảng và dự đoán các tính chất của các nguyên tố này trong các ô đó.
Sau này các nguyên tố đó đã được tìm thấy với các tính chất đúng với các dự đoán của ông.
12
Bảng tuần hoàn tiêu chuẩn 18 cột. Màu sắc thể hiện các nhóm nguyên tố khác nhau.
5
Bảng tuần hoàn xoắn ốc của Theodor Benfey
2.Bảng tuần hoàn xoắn ốc của Theodor Benfey- 1960
Trong số các biến thể, một phiên bản khá phổ biến là bản của Theodor Benfey (1960), trong đó các nguyên tố được sắp xếp theo một chuỗi xoắn ốc liên tục, với hiđrô ở trung tâm và các nguyên tố kim loại chuyển tiếp, các họ lantan và actini chiếm các bán đảo.

Hầu hết các bảng tuần hoàn ở dạng phẳng
nhưng cũng có những phiên bản ba chiều tồn
tại ít nhất là từ năm 1862 (trước cả bảng 2
chiều của Mendeleev).
5
3.Bảng tuần hoàn hóa học bước trái của Janet - 1928
Ở gần cực vật lý là Bảng tuần hoàn hóa học bước trái của Janet (1928).
Bảng này có một cấu trúc thể hiện mối liên hệ gần gũi hơn với mức độ lấp đầy lớp vỏ electron và do đó gần hơn với cơ học lượng tử.
Mô tả các xu hướng tuần hoàn thực nghiệm trong các trạng thái vật lý, tính dẫn điện và dẫn nhiệt, và các số oxi hóa, cùng các nguyên tố khác dễ dàng suy ra từ các kĩ thuật truyền thống trong phòng thí nghiệm hóa học
Dạng BTH này phù hợp với trật tự trong đó các lớp electron lấp đầy, thể hiện theo chuỗi kèm theo ở lề phải (đọc từ trên xuống dưới, từ trái sang phải). Vị trí của hêli (một khí hiếm) nằm trên beri (một kim loại kiềm thổ) bị nhiều nhà hóa học chỉ trích mạnh mẽ.
3
5
Các nguyên tố được sắp xếp theo những nguyên tắc nào?
Ngày nay, dưới ánh sáng của thuyết cấu tạo nguyên tử, các nguyên tố hoá học được sắp xếp trong bảng tuần hoàn theo các nguyên tắc:
Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.
2. Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được sắp thành một hàng.
3. Các nguyên tố có cùng số electron hoá trị thì xếp cùng một cột.
14
Nguyên tắc sắp xếp
3
12
Ô nguyên tố :

Mỗi nguyên tố hoá học được xếp vào một ô của hàng, gọi là ô nguyên tố. Số thứ tự của ô nguyên tố đúng bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.

Thí dụ: (Al) chiếm ô 13 trong bảng tuần hoàn, vậy số hiệu nguyên tử của nguyên tố Al là 13, số đối với điện tích hạt nhân là 13, hạt nhân có 13 proton và vỏ nguyên tử của Al có 13 electron.
2. Chu kỳ:

Một chu kỳ là một hàng ngang trong bảng tuần hoàn. Mặc dù nhóm thông thường có các xu hướng quan trọng hơn, có những vùng trong bảng mà xu hướng theo chiều ngang quan trọng hơn chiều dọc, như ở khối f, với các họ Lantan và họ Actini tạo nên hai chuỗi hàng ngang quan trọng.
Trong một chu kì từ trái sang phải, bán kính nguyên tử giảm dần do mỗi nguyên tố thêm vào proton khiến cho electron lớp ngoài bị kéo lại gần hạt nhân hơn.
Bán kính nguyên tử giảm làm năng lượng ion hóa và độ âm điện tăng dần Ái lực electron cũng ít nhiều có một xu hướng, với kim loại (phía trái) thường có ái lực electron thấp hơn phi kim (phía bên phải) với ngoại lệ là các khí hiếm.
3. Nhóm:

Một nhóm, còn gọi là một họ , là một cột đứng trong bảng tuần hoàn. Các nhóm thường thể nhiều xu hướng tuần hoàn quan trọng hơn là các chu kỳ và các khối.
Các thuyết về cấu trúc nguyên tử trong cơ học lượng tử hiện đại giải thích rằng các nguyên tố trong cùng một nhóm có cấu hình electron như nhau trong lớp hóa trị của chúng, và do đó các nguyên tố trong cùng một nhóm có tính chất hóa học giống nhau và thể hiện một xu hướng rõ ràng trong các tính chất với số hiệu nguyên tử tăng dần.
Tuy nhiên, trong một vài phần của bảng tuần hoàn, như các khối d và f, tính tương đồng theo chiều ngang có thể quan trọng không kém, hoặc thậm chí quan trọng hơn, tính tương đồng theo chiều dọc.
Theo quy ước đặt tên quốc tế, các nhóm đánh số từ 1 đến 18 từ cột đầu tiên bên trái (kim loại kiềm) đến cột cuối cùng bên phải (khí hiếm).
Trước đây, chúng được đánh thứ tự theo số La Mã.
Ở Hoa Kỳ (và một số nước khác) trước kia, người ta phân các nhóm vào loại "A" nếu nhóm đó chỉ chứa lớp s hoặc p, hoặc "B" nếu nhóm đó chứa lớp d.
Số La Mã bằng hàng đơn vị của thứ tự cột từ trái sang phải (chẳng hạn, cột thứ 4 là nhóm IVB, và cột thứ 14 là IVA). Các nhóm thứ 8, 9, 10 được xếp chung thành một nhóm lớn là VIIIB.
Khối:
Ngoài cách chia các nguyên tố người ta còn chia chúng thành các khối như sau:
Khối các nguyên tố s gồm các nguyên tố thuộc nhóm IA (được gọi là nhóm kim loại kiềm) và nhóm IIA (được gọi là nhóm kim loại kiềm thổ). Thí dụ:
Na (Z = 11): 1s22s22p63s1;       Mg (Z = 12): 1s22s22p63s2;
Sơ đồ bảng tuần hoàn, đánh dấu các khối khác nhau.
3
Sơ đồ bảng tuần hoàn, đánh dấu các khối khác nhau.
Các nguyên tố s hoạt động hoá học rất mạnh, còn được gọi là các kim loại hoạt động. Chúng có khối lượng riêng nhỏ, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp hơn hầu hết các kim loại khác.
Khối các nguyên tố p gồm các nguyên tố thuộc nhóm IIIA đến nhóm VIIIA (trừ He).
Thí dụ:
O (Z = 8): 1s22s22p4;                         
Ne (Z = 10): 1s22s22p6;
Nhóm A bao gồm các nguyên tố s và nguyên tố p.
Khối các nguyên tố d gồm các nguyên tố thuộc các nhóm B.
Khối nguyên tố f gồm các nguyên tố xếp ở hai hàng cuối bảng.
Nhóm B bao gồm các nguyên tố d và nguyên tố f.
Xu hướng tuần hoàn:
3
Kiến thức liên môn hóa học và vật lý lượng tử:
-Thần chú
-Cấu hình e và sự sắp xếp e
3
Thứ tự xấp xỉ với các lớp và phân lớp xếp theo năng lượng tăng dần theo quy luật Klechkowski.
Vai trò của bảng hệ thống tuần hoàn
Bảng tuần hoàn các nguyên tố có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của hoá học. Nó không những là sự phân loại tự nhiên đầu tiên các nguyên tố hoá học, cho biết các nguyên tố có mối liên hệ chặt chẽ và hệ thống, mà còn định hướng cho việc nghiên cứu tiếp tục các nguyên tố mới.
Ngày nay, định luật tuần hoàn vẫn còn là sợi chỉ dẫn đường và là lí thuyết chủ đạo của hoá học. Trên cơ sở đó, trong những năm gần đây các nguyên tố sau urani đã được điều chế nhân tạo và được xếp sau urani trong bảng tuần hoàn. Một trong các nguyên tố đó là nguyên tố 101 đã được điều chế lần đầu tiên năm 1955 và được đặt tên là mendelevi để tỏ lòng kính trọng nhà bác học Nga vĩ đại.
Vai trò của bảng hệ thống tuần hoàn
Việc phát minh ra định luật tuần hoàn và bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học có giá trị to lớn không những đối với hoá học, mà cả đối với triết học.
Thuyết cấu tạo nguyên tử ở thế kỷ XX đã soi sáng vào định luật tuần hoàn và bảng tuần hoàn các nguyên tố, tìm ra nhiều điều mới mẻ sâu sắc hơn. Những lời tiên tri của Men-đê-lê-ép "Định luật tuần hoàn sẽ không bị đe doạ phá vỡ, mà chỉ có sự bổ sung và phát triển" đã có những bằng chứng tuyệt vời.
3
Quan hệ giữa vị trí và cấu tạo nguyên tử:

 - Biết vị trí của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn, có thể suy ra cấu tạo nguyên tử của nguyên tố đó và ngược lại
- Biết số thứ tự nguyên tố thì suy ra được: số đơn vị điện tích hạt nhân, tổng số proton, tổng số e => viết được cấu hình e nguyên tử => là kim loại, phi kim hay khí hiếm cũng như tính chất hóa học cơ bản của nó.
- Biết số tự của chu kì => số lớp e.
- Biết số thứ tự nhóm => số lớp ngoài cùng hay e hóa trị
 
Ý NGHĨA CỦA BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC:
Quan hệ giữa vị trí và tính chất của nguyên tố.

Biết vị trí của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn, có thể suy ra những tính chất hóa học cơ bản của nó:
- Tính kim loại, tính phi kim
- Hóa trị cao nhất của nguyên tố với oxi, hóa trị với hidro.
- Công thức của oxit cao nhất và hidroxit tương ứng.
- Công thức của hợp chất khí với hidro (nếu có).
- Oxit và hidroxit có tính axit hay bazơ.
Ý NGHĨA CỦA BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC:
 So sánh tính chất hóa học của một nguyên tố với các nguyên tố lân cận:
 
- So sánh tính kim loại, phi kim; tính axit, bazơ của oxi, hidroxit các nguyên tố.
- Dựa vào quy luật biến thiên tính chất theo chu kì và theo nhóm.
   +  Trong chu kì: đi từ trái qua phải: tính kim loại giảm, phi kim tăng, tính bazơ giảm, axit tăng.
   +   Trong nhóm A: đi từ trên xuống dưới: Tính kim loại tăng, phi kim giảm, tính bazơ tăng, axit giảm 
Ý NGHĨA CỦA BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC:
3
3