Hóa học đại cương/Bảng tuần hoàn nguyên tố

Khái Niệm

Bảng tuần hoàn Nguyên Tố do Mendeleev sáng chế, là một bảng liệt kê những nguyên tố hóa học đã được khám phá xắp xếp theo thứ tự số nguyên tố và ký hiệu hóa học của nguyên tố khi đọc từ trái sang phải. hoặc theo nhóm tính chất khi đọc từ trên xuống dưới . Các nguyên tố được sắp xếp theo cấu trúc electron. Do cấu trúc electron là yếu tố quyết định tính chất hóa học của nguyên tố . Sự sắp xếp này giúp cho việc tra xét nguyên tố và tính chất của nguyên tố được dể dàng theo các hàng và cột.

Bảng tuần hoàn tiêu chuẩn cho biết các dữ liệu cơ bản của nguyên tố như số nguyên tố , khối lượng, độ bốc hơi,....

Sắp xếp

Với sự phát triển của các học thuyết về cấu trúc nguyên tử (ví dụ thuyết của Henry Moseley) nó trở thành rõ ràng là Mendeleev đã sắp xếp các nguyên tố theo trật tự tăng của số nguyên tố (tức là số lượng proton trong hạt nhân). Trật tự này gần như là đồng nhất với kết quả thu được từ trật tự tăng của nguyên tử lượng.

Nhằm minh họa các thuộc tính tuần hoàn, Mendeleev đã bắt đầu các hàng mới trong bảng của mình sao cho các nguyên tố với các tính chất tương tự nhau nằm trong cùng một cột đứng ("nhóm").

Với sự phát triển của các lý thuyết trong cơ học lượng tử hiện đại về cấu hình electron trong phạm vi nguyên tử, nó trở thành rõ ràng là mỗi hàng ngang ("chu kỳ") trong bảng tuần hoàn tương ứng với sự điền đầy lớp lượng tử của các electron. Trong bảng ban đầu của Mendeleev, mỗi chu kỳ đều có độ dài như nhau. Các bảng ngày nay có các chu kỳ dài hơn tăng dần lên về về phía cuối bảng, và nhóm các nguyên tố trong các khối s, p, d và f để thể hiện sự hiểu biết của con người về cấu hình electron của chúng.

Trong các bảng in ra, mỗi nguyên tố thường được thể hiện bằng ký hiệu nguyên tố và số nguyên tử; nhiều phiên bản còn liệt kê cả nguyên tử lượng và các thông tin khác, như cấu hình electron vắn tắt của chúng, độ âm điện và các hóa trị phổ biến nhất. Vào thời điểm năm 2005, bảng tuần hoàn chứa 116 nguyên tố hóa học mà sự phát hiện ra chúng đã được xác nhận. Trong số đó, 94 nguyên tố được tìm thấy trong tự nhiên trên Trái Đất, phần còn lại là các nguyên tố tổng hợp đã được tạo ra một cách nhân tạo trong các máy gia tốc hạt.

Tính tuần hoàn của các tính chất hóa học

Giá trị chính của bảng tuần hoàn là khả năng dự đoán các tính chất hóa học của nguyên tố, dựa trên vị trí của nó trong bảng tuần hoàn. Cũng cần lưu ý là các tính chất hóa học đó thay đổi đáng kể khi chuyển từ cột này sang cột kia hơn là khi thay đổi từ hàng này sang hàng kia.

Nhóm và chu kỳ

Nhóm

Một nhóm, còn gọi là một họ, là một cột thẳng đứng trong bảng tuần hoàn.

Các nhóm được coi là phương thức quan trọng nhất trong phân loại các nguyên tố. Trong cùng một nhóm, các nguyên tố có các tính chất rất giống nhau và thể hiện một xu hướng rõ ràng (mạnh dần lên hay yếu dần đi) trong các tính chất dọc theo chiều tăng của nhóm — các nhóm này được đặt các tên gọi chung, chẳng hạn nhóm các kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, kim loại chuyển tiếp, halogen và khí trơ. Một số nhóm trong bảng tuần hoàn thể hiện sự giống nhau ít hơn và/hoặc các xu hướng theo chiều đứng cũng ít hơn (ví dụ các nhóm 14 và 15). 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 đây là yếu tố lớn nhất trong việc xem xét sự giống nhau của chúng về các tính chất hóa học.

Chu kỳ

Một chu kỳ là một hàng ngang trong bảng tuần hoàn gồm những nguyên tố có cùng số lớp electron. Trong một chu kì theo chiều tăng của Z, bán kính nguyên tử giảm dần, độ âm điện và năng lượng ion hóa tăng dần, do đó khả năng nhường e của nguyên tố giảm, đồng thời khả năng nhận e của nguyên tố tăng dần. Do đó trong một chu kì thì tính kim loại giảm còn tính phi kim tăng dần.

Mặc dù nhóm là cách thức thông dụng nhất để phân loại các nguyên tố, nhưng ở đây có một vài vùng trong bảng tuần hoàn mà các xu hướng theo chiều ngang và sự giống nhau trong các tính chất lại là đáng kể hơn so với các xu hướng theo chiều đứng. Điều này có thể là đúng trong khối d (hay "các kim loại chuyển tiếp"), và đặc biệt là trong khối f, trong đó các nguyên tố thuộc các nhóm lanthanoid và actinoid tạo ra hai nhóm cùng gốc giống nhau một cách đáng kể theo chiều ngang. Số chu kỳ cũng chỉ ra là có bao nhiêu lớp điện tử có trong nguyên tố thuộc chu kỳ đó.

Ví dụ

Khí trơ

Tất cả các nguyên tố của nhóm 8A (8 hay 0 nếu không kể đến các nguyên tố chuyển tiếp), là các khí trơ (khí quý), có lớp hóa trị được điền đầy. Điều này có nghĩa là chúng không cần thiết phải phản ứng với các nguyên tố khác để điền đầy lớp điện tử hóa trị, và như thế là trơ về mặt hóa học. Heli là nguyên tố trơ nhất trong các khí trơ và khả năng phản ứng trong nhóm này tăng dần lên theo chu kỳ: có thể làm cho các khí trơ nặng nhất phản ứng do chúng có các lớp electron lớn hơn. Tuy nhiên, khả năng phản ứng của chúng về tổng thể vẫn là rất thấp và kém.

Halogen

Trong nhóm 7A, (7 nếu loại đi các kim loại chuyển tiếp) được biết đến như là nhóm các halogen, các nguyên tố đều chỉ còn thiếu 1 electron là điền đầy lớp điện tử hóa trị. Vì thế, trong các phản ứng hóa học chúng có xu hướng thu thêm điện tử (xu hướng thu thêm điện tử gọi là độ âm điện). Thuộc tính này là rõ nét nhất ở flo (nguyên tố có độ âm điện lớn nhất trong tất cả các nguyên tố) và nó giảm dần theo sự tăng lên của chu kỳ.

Kết quả là tất cả các halogen tạo ra các axit với hiđrô, chẳng hạn axit flohiđric, axit clohiđric, axit brômhiđric và axít iothiđric, tất cả đều trong dạng HX. Độ axit của chúng tăng lên theo sự tăng của chu kỳ, do ion I- lớn là ổn định hơn trong dung dịch khi so với ion F- nhỏ.

Kim loại chuyển tiếp

Trong các kim loại chuyển tiếp (các nhóm từ 3 đến 12), sự khác nhau giữa các nhóm là không quá lớn, và các phản ứng diễn ra ở trạng thái hỗn hợp, tuy nhiên, vẫn có thể thực hiện các dự đoán có ích tại đây được.

Các nhóm Lantan và Actini

Các tính chất hóa học của nhóm Lantan (các nguyên tố từ 58 đến 71) và nhóm Actini (các nguyên tố từ 90 đến 103) là rất giống nhau trong nội nhóm hơn là giống các kim loại chuyển tiếp khác, và việc tách hỗn hợp các nguyên tố này có thể là rất khó. Nó là quan trọng trong sự làm tinh khiết hóa học cho urani (số nguyên tử bằng 92), một nguyên tố quan trọng trong năng lượng phân tử.

Bảng Tuần Hoàn Nguyên Tố

Bảng Tuần Hoàn Nguyên Tố là bảng danh sách liệt kê các nguyên tố hóa học đả được phát hiện và các tính chất hóa học bằng cách Nhóm các phân tử hóa học dựa vào Số Nguyên Tố

**Extended Periodic Table of the Elements**
Period	s1	s2
1	1 H	2 He																																											p1	p2	p3	p4	p5	p6
2	3 Li	4 Be																																											5 B	6 C	7 N	8 O	9 F	10 Ne
3	11 Na	12 Mg																																	d1	d2	d3	d4	d5	d6	d7	d8	d9	d10	13 Al	14 Si	15 P	16 S	17 Cl	18 Ar
4	19 K	20 Ca																																	21 Sc	22 Ti	23 V	24 Cr	25 Mn	26 Fe	27 Co	28 Ni	29 Cu	30 Zn	31 Ga	32 Ge	33 As	34 Se	35 Br	36 Kr
5	37 Rb	38 Sr																			f1	f2	f3	f4	f5	f6	f7	f8	f9	f10	f11	f12	f13	f14	39 Y	40 Zr	41 Nb	42 Mo	43 Tc	44 Ru	45 Rh	46 Pd	47 Ag	48 Cd	49 In	50 Sn	51 Sb	52 Te	53 I	54 Xe
6	55 Cs	56 Ba																			57 La	58 Ce	59 Pr	60 Nd	61 Pm	62 Sm	63 Eu	64 Gd	65 Tb	66 Dy	67 Ho	68 Er	69 Tm	70 Yb	71 Lu	72 Hf	73 Ta	74 W	75 Re	76 Os	77 Ir	78 Pt	79 Au	80 Hg	81 Tl	82 Pb	83 Bi	84 Po	85 At	86 Rn
7	87 Fr	88 Ra	g1	g2	g3	g4	g5	g6	g7	g8	g9	g10	g11	g12	g13	g14	g15	g16	g17	g18	89 Ac	90 Th	91 Pa	92 U	93 Np	94 Pu	95 Am	96 Cm	97 Bk	98 Cf	99 Es	100 Fm	101 Md	102 No	103 Lr	104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Uub	113 Uut	114 Uuq	115 Uup	116 Uuh	117 Uus	118 Uuo
8	119 Uue	120 Ubn	121 Ubu	122 Ubb	123 Ubt	124 Ubq	125 Ubp	126 Ubh	127 Ubs	128 Ubo	129 Ube	130 Utn	131 Utu	132 Utb	133 Utt	134 Utq	135 Utp	136 Uth	137 Uts	138 Uto	139 Ute	140 Uqn	141 Uqu	142 Uqb	143 Uqt	144 Uqq	145 Uqp	146 Uqh	147 Uqs	148 Uqo	149 Uqe	150 Upn	151 Upu	152 Upb	153 Upt	154 Upq	155 Upp	156 Uph	157 Ups	158 Upo	159 Upe	160 Uhn	161 Uhu	162 Uhb	163 Uht	164 Uhq	165 Uhp	166 Uhh	167 Uhs	168 Uho
9	169 Uhe	170 Usn	171 Usu	172 Usb	173 Ust	174 Usq	175 Usp	176 Ush	177 Uss	178 Uso	179 Use	180 Uon	181 Uou	182 Uob	183 Uot	184 Uoq	185 Uop	186 Uoh	187 Uos	188 Uoo	189 Uoe	190 Uen	191 Ueu	192 Ueb	193 Uet	194 Ueq	195 Uep	196 Ueh	197 Ues	198 Ueo	199 Uee	200 Bnn	201 Bnu	202 Bnb	203 Bnt	204 Bnq	205 Bnp	206 Bnh	207 Bns	208 Bno	209 Bne	210 Bun	211 Buu	212 Bub	213 But	214 Buq	215 Bup	216 Buh	217 Bus	218 Buo

Blocks
s-block	p-block	d-block	f-block	g-block

Liên kết bên ngoài

Sau đây là địa chỉ trang mạng xem bảng Tuần Hoàn

Bảng tuần hoàn chính thức của IUPAC
Trang thông tin về các nguyên tố
Elementymology & Elements Multidict word history and language dictionary