Nguyên tử các nguyên tố nhóm VIA khi tham gia phản ứng hóa học có khuynh hướng

Cùng tìm hiểu những lý thuyết chung về nhóm oxi qua bài viết dưới đây.

Xem thêm: Chương 6. Nhóm VIA. Oxy - Lưu Huỳnh

KHÁI QUÁT NHÓM OXI

I. VỊ TRÍ NHÓM OXI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ

– Vị trí: thuộc nhóm VIA trong bảng HTTH

– Gồm các nguyên tố: Oxi [O], lưu huỳnh [S], selen [Se], Telu [Te] và poloni [Po]

+ Oxi là nguyên tố phổ biến nhất trên trái đất, chiếm khoảng 20% thể tích không khí; ở trạng thái đơn chất, là chất khí, không màu.

+ Lưu huỳnh là chất rắn, màu vàng;có nhiều trong lòng đất

+ Selen là chất bán dẫn, màu nâu đỏ. Selen dẫn điện kém trong bóng tối, dẫn điện tốt khi được chiếu sáng.

+ Telu là chất rắn, màu xám, thuộc loại nguyên tố hiếm

+ Poloni là nguyên tố kim loại, có tính phóng xạ

II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ CỦA NHỮNG NGUYÊN TỐ TRONG NHÓM OXI

1. Giống nhau

– Cấu hình electron lớp ngoài cùng:

=> Các nguyên tố trong nhóm oxi có 6 electron lớp ngoài cùng, ở trạng thái cơ bản có 2e độc thân.

– Có khuynh hướng nhận thêm 2e để đạt cấu hình bền giống khí hiếm

=> Thể hiện tính oxi hoá, có số oxi hoá -2

2. Sự khác nhau giữa oxi và các nguyên tố trong nhóm

– Nguyên tố Oxi không có phân lớp d; nguyên tử của các nguyên tố còn lại có phân lớp d còn trống.

– Ở trạng thái cơ bản, oxi và các nguyên tố còn lại có 2 electron độc thân

– Ở trạng thái kích thích, S, Se, Te có thể có 4, 6 electron độc thân [ do có phân lớp d còn trống]

– Trong hợp chất:

+ Oxi có số oxi hoá -2 [ trừ hợp chất với flo, hợp chất peoxit]: do độ âm điện lớn chỉ kém flo và chỉ có 2e độc thân.

+ Các nguyên tố S, Se, Te có thể có các số oxi hoá là -2, +4, +6 [ do độ âm điện nhỏ, có thể có 2, 4, 6 e độc thân]

III. TÍNH CHẤT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ TRONG NHÓM OXI

1. Tính chất của đơn chất

– So với các nguyên tố khác ở cùng chu kì:

+ Độ âm điện của các nguyên tố trong nhóm oxi [ trừ Poloni] chỉ kém các nguyên tố halogen.

+ Bán kính nguyên tử của các nguyên tố [trừ Poloni] chỉ lớn hơn các nguyên tố halogen

=> Các nguyên tố trong nhóm oxi là các phi kim mạnh [ trừ nguyên tố Poloni], có tính oxi hoá mạnh [ chỉ yếu hơn các nguyên tố halogen ở cũng chu kì]

– Tính phi kim giảm dần từ oxi đến telu

2. Tính chất của hợp chất

- Công thức phân tử các hợp chất của các nguyên tố nhóm oxi với hiđro

- Qui luật biến đổi tính axit của các nguyên tố nhóm oxi

- Qui luật biến đổi các hợp chất với hiđro của các nguyên tố nhóm o

Giải thích

Từ S đến Te: bán kính nguyên tử tăng dần -> khoảng cách từ tâm nguyên tử của các nguyên tử nđến tâm nguyên tử H tăng -> độ bền liên kết H-R giảm -> H càng dễ bị tách ra -> tính axit tăng dần

TÓM TẮT CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ TÍNH CHẤT CỦA CÁC

NGUYÊN TỐ TRONG NHÓM OXI

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1.Cấu hình electron nào không đúng với cấu hình electron của anion X2-của các nguyên tố nhóm VIA?

A. 1s22s22p4. B. 1s22s22p6.

C. [Ne] 3s23p6. D. [Ar] 4s24p6.

Câu 2.O2bị lẫn một ít tạp chất Cl2. Chất tốt nhất để loại bỏ Cl2là

A. H2O. B. KOH. C. SO2. D. KI.

Câu 3.Số oxi hoá của S trong các hợp chất sau: Cu2S, FeS2, NaHSO4, [NH4]2S2O8, Na2SO3lần lựơt là:

A. -4, -2, +6, +7, +4. B. -4, -1, +6, +7, +4.

C. -2, -1, +6, +6, +4. D. -2, -1, +6, +7, +4.

Câu 4.Ở trạng thái kích thích cao nhất, nguyên tử lưu huỳnh có thể có tối đa bao nhiêu electron độc thân?

A. 2. B. 3. C. 4. D. 6.

Câu 5.Hạt vi mô nào sau đây có cấu hình electron giống Ar [ Z=18]?

A. O2-. B. S. C. Te. D. S2-.

Câu 6. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của oxi là:

2s22p3. 2s22p5. 2s22p4. Tất cả điều sai.

Câu 7. X2 là chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí. X là chất nào?

1. Nito. C. Oxi.
2. Clo. D. Agon.

Câu 8. Trong không khí, oxi chiếm:

23%. 25%. 20%. 19%.

ĐÁP ÁN

1	2	3	4	5	6	7	8
A	B	C	D	D	C	C	C

Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:

Tải về

Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Hóa lớp 10 - Xem ngay

1.1. Sự biến đổi cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố

– Cấu hình electron ngoài cùng của các nguyên tố trong cùng một nhóm được lặp đi lặp lại biến đổi tuần hoàn.

– Số thứ tự của nhóm A bằng số electron ở lớp ngoài cùng [số electron hóa trị]

– Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố khi điện tích hạt nhân tăng dần, chính là nguyên nhân của sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố.

1.2. Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố nhóm A

a. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của các nguyên tố nhóm A.

– Trong cùng một nhóm A nguyên tử của các nguyên tố có cùng số electron ở lớp ngoài cùng [số electron hóa trị] nsanpb [ 1  ≤  a  ≤ 2 ; 0 ≤  b  ≤ 6]

– Số electron hóa trị = a + b

– Electron hóa trị của các nguyên tố nhóm IA và IIA thuộc phân lớp s nên là các nguyên tố s

– Electron hóa trị của các nguyên tố nhóm IIIA và VIIIA thuộc phân lớp p nên là các nguyên tố p

b. Một số nhóm A tiêu biểu

Nhóm VIIIA [Nhóm khí hiếm]

– Có 8 electron lớp ngoài cùng.

– Cấu hình electron lớp ngoài cùng ns2np6

– Không tham gia phản ứng hóa học.

Nhóm IA là nhóm kim loại kiềm

– Cấu hình electron lớp ngoài cùng: ns1 ⇒ có 1 electron ở lớp ngoài cùng có khuynh hướng mất 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm.

– Phương trình hóa học:

4Na   +     O2  →   2Na2O

2Na     +   2H2O  →  NaOH + H2

2Na    +    Cl2  →   2NaCl

Nhóm VIIA [Nhóm halogen]

– Cấu hình electron lớp ngoài cùng: ns2np5

– Có 7 electron ở lớp ngoài cùng có khuynh hướng nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm.

– Các nguyên tử halogen có khuynh hướng thu thêm một electron để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm. Halogen có hóa trị 1.

– Ở dạng đơn chất phân tử halogen gồm hai nguyên tử: F2, Cl2, Br2, I2. Đó là những phi kim điển hình [At là nguyên tố phóng xạ].

– Phân tử gồm hai nguyên tử: F2 , Cl2 , Br2 , I2

– Phản ứng với kim loại tạo muối:

2Al   +    3Cl2 → 2AlCl3

2K    +    Br2   → KBr

– Phản ứng với hiđro:

Cl2    +    H2  →   2HCl

2. Bài tập minh họa

Mối quan hệ giữa cấu hình e và vị trí, cấu tạo

Phương pháp giải

Cần nhớ:

– Số thứ tự ô nguyên tố = tổng số e của nguyên tử.

– Số thứ tự chu kì = số lớp e.

– Số thứ tự nhóm:

+ Nếu cấu hình e lớp ngoài cùng có dạng nsanpb [a = 1 → 2 và b = 0 → 6]: Nguyên tố thuộc nhóm [a + b]A.

+ Nếu cấu hình e kết thúc ở dạng [n – 1]dxnsy[x = 1 → 10; y = 1 → 2]: Nguyên tố thuộc nhóm B:

* Nhóm [x + y]B nếu 3 ≤ [x + y] ≤ 7.

* Nhóm VIIIB nếu 8 ≤ [x + y] ≤ 10.

* Nhóm [x + y – 10]B nếu 10

Bài 1. Xác định vị trí [số thứ tự, chu kỳ, nhóm, phân nhóm] các nguyên tố sau đây trong bảng tuần hoàn, cho biết cấu hình electron của nguyên tử các nguyên tố đó như sau:

1. 1s22s22p63s23p64s2      

2. 1s22s22p63s23p63d54s2

Hướng dẫn giải

1. Số thứ tự 20, chu kì 4, nhóm IIA.

2. Số thứ tự 25, chu kì 4, nhóm VIIB.

Bài 2. Giả sử nguyên tố M ở ô số 19 trong bảng tuần hoàn chưa được tìm ra và ô này vẫn còn được bỏ trống. Hãy dự đoán những đặc điểm sau về nguyên tố đó:

a. Tính chất đặc trưng.

b. Công thức oxit. Oxit đó là oxit axit hay oxit bazơ?

Hướng dẫn giải

a, Cấu hình electron của nguyên tố đó là: 1s22s22p63s23p64s1

⇒ Electron lớp ngoài cùng là 1 nên tính chất đặc trưng của M là tính kim loại.

b, Nguyên tố đó nằm ở nhóm IA nên công thức oxit là M2O. Đây là một oxit bazơ.

Bài 3. Ion M3+có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s23p63d5.

a, Xác định vị trí [số thứ tự, chu kỳ, nhóm] của M trong bảng tuần hoàn. Cho biết M là kim loại gì?

b, Trong điều kiện không có không khí, cho M cháy trong khí Cl2 thu được một chất A và nung hỗn hợp bột [M và S] được một hợp chất B. Bằng các phản ứng hóa học, hãy nhận biết thành phần và hóa trị của các nguyên tố trong A và B.

Hướng dẫn giải

a, Tổng số electron của nguyên tử M là 26. Số thứ tự 26, chu kì 4, nhóm VIIIB. M là Fe.

b, Fe cháy trong khí clo:

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Hòa tan sản phẩm thu được vào nước thu được dung dịch. Lấy vài ml dung dịch cho tác dụng với dung dịch AgNO3, có kết tủa trắng chứng tỏ có gốc clorua:

FeCl3 + 3AgNO3 → Fe[NO3]3 + 3AgCl

Lặp lại thí nghiệm với dung dịch NaOH, có kết tủa nâu đỏ chứng tỏ có Fe[III]:

FeCl3 + 3NaOH → Fe[OH]3 + 3NaCl

– Nung hỗn hợp bột Fe và bột S:

Fe + S → FeS

Cho B vào dung dịch H2 SO4 loãng, có khí mùi trứng thối bay ra chứng tỏ có gốc sunfua:

FeS + H2 SO4 → FeSO4 + H2 S [trứng thối]

Nhỏ dung dịch NaOH vào dung dịch thu được, có kết tủa trắng xanh chứng tỏ có Fe[II]:

FeSO4 + 2NaOH → Na2 SO4 + Fe[OH] 2 [trắng xanh]

Bài 4. Ở trạng thái cơ bản, cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử X là 3s2. Số hiệu nguyên tử của nguyên tố X là

A. 12.    

B. 13.    

C. 11.    

D. 14.

Hướng dẫn giải

Ở trạng thái cơ bản, cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử X là 3s2

Cấu hình e của X là: 1s22s22p63s2

X có 12 e nên có 12 p nên số hiệu nguyên tử của nguyên tố X là 12.

⇒ Chọn A

Bài 5. Cho biết tổng số electron trong anion AB32-là 42. Trong các hạt nhân A và B đều có số proton bằng số nơtron.

a. Tìm số khối của A và B

b. Cho biết vị trí của A, B trong bảng tuần hoàn

Hướng dẫn giải

a. Gọi số hạt proton của A là P và của B là P’, ta có:

P + 3P’ = 42 – 2. Ta thấy 3P’

Do B tạo được anion nên B là phi kim. Mặt khác P’

Nếu B là nitơ [P’ = 7] → P = 19 [K]. Anion là KN32– -: loại

Nếu B là oxi [P’ = 8] → P = 16 [S]. Anion là SO32– -: thỏa mãn

Nếu B là flo [P’ = 9] → P = 13 [Al]. Anion là AF32– -: loại

Vậy A là lưu huỳnh, B là oxi.

b. O [P’ = 8] : 1s22s22p4 ⇒ ô số 8, chu kỳ 2, nhóm VIA.

S [P = 16] : 1s22s22p63s23p4 ⇒ ô số 16, chu kỳ 3, nhóm VIA.

Bài 6. Nguyên tử R tạo được Cation R+. Cấu hình e của R+ở trạng thái cơ bản là 3p6. Tổng số hạt mang điện trong R là.

A.18    

B.22    

C.38    

D.19

Hướng dẫn giải

Cấu hình của R+là 3p6

⇒ R sẽ là 3p64s1

⇒ R có cấu hình đầy đủ là 1s22s22p63s23p64s1

⇒ Tổng hạt mang điện trong R là [ p + e ] = 38

⇒ Chọn C

Bài 7. Một hợp chất có công thức XY2 trong đó X chiếm 50% về khối lượng. Trong hạt nhân của X và Y đều có số proton bằng số notron. Tổng số proton trong phân tử XY2 là 32.

a. Viết cấu hình electron của X và Y.

b. Xác định vị trí của X và Y trong bảng tuần hoàn.

Hướng dẫn giải

a. Gọi số hạt prroton, nơtron, electron của nguyên tử X là P, N, E và của Y là P’, N’, E’.

Theo bài: P = N = E và P’ = N’ = E’ ⇒ Mx = 2P, My = 2P’

Trong hợp chất XY2, X chiếm 50% về khối lượng nên:

Mx /[2. My ]= 50/50 =1 ⇒ 2P /2.2P’ =1 ⇒ P = 2P’.

Tổng số proton trong phân tử XY2 là 32 nên P + 2P’ = 32.

⇒ P = 16 [S] và P’ = 8 [O]. ⇒ Hợp chất cần tìm là SO2.

Cấu hình electron của S: 1s22s22p63s23p4 và của O: 1s22s22p4

 b. Lưu huỳnh ở ô số 16, chu kỳ 3, nhóm VIA.

Oxi ở ô số 8, chu kỳ 2, nhóm VIA.

Bài 8. Cho biết cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố [thuộc chu kỳ 3] A, M, X lần lượt là ns1, ns2np1, ns2np5. Xác định vị trí của A, M, X trong bảng tuần hoàn và cho biết tên của chúng.

Hướng dẫn giải

A, M, X thuộc chu kỳ 3 nên n = 3.

Cấu hình electron, vị trí và tên nguyên tố:

A: 1s22s22p63s1[ô số 11, nhóm IA], A là kim loại Na.

M: 1s22s22p63s23p1[ô số 13, nhóm IIIA], M là kim loại Al.

X: 1s22s22p63s23p5[ô số 17, nhóm VIIA], X là phi kim Cl.

3. Luyện tập

3.1. Bài tập tự luận

Câu 1. Cho các nguyên tố có cấu hình electron như sau:

1s22s22p2, 1s22s22p5, 1s22s22p63s23p6, 1s22s22p63s1

a] Xác định số electron hóa trị của từng nguyên tử.

b] Xác định vị trí của chúng [chu kì, nhóm, phân nhóm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học].

Câu 2. Cho các hạt vi mô X+, Y– , Z2- và Q có cấu hình electron: ls22s22p6. Xác định vị trí các nguyên tố X, Y, Z và Q trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Câu 3. Một nguyên tố ở chu kì 2, nhóm VA trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Hỏi:

a. Nguyên tử của nguyên tố đó có bao nhiên electron ở lớp ngoài cùng?

b. Các electron ngoài cùng nằm ở lớp thứ mấy?

c. Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố trên?

Câu 4. Một nguyên tố có cấu hình electron nguyên tử như sau:

1s22s22p4; 1s22s22p3;

1s22s22p63s23p1; 1s22s22p63s23p5.

a] Hãy xác định số electron hóa trị của từng nguyên tố.

b] Hãy xác định vị trí của chúng [chu kì, nhóm] trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Câu 5. Nguyên tử X, anion Y–, cation Z– đều có cấu hình electron ở lớp ngoài cùng là 4s24p6. Cho biết vị trí [chu kì, nhóm] và tính chất [phi kim hay kim loại] của X, Y, Z trong bảng hệ thống tuần hoàn.

3.2. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Cho các dãy nguyên tố mà mỗi nguyên tố được biểu diễn bằng số hiệu nguyên tử tương ứng. Dãy nào sau đây gồm các nguyên tố thuộc cùng một chu kì trong bảng tuần hoàn?

A. 9, 11, 13    

B. 3, 11, 19

C. 17, 18, 19    

D. 20, 22, 24

Câu 2: Cho các dãy nguyên tố mà mỗi nguyên tố được biểu diễn bằng số hiệu nguyên tử tương ứng. Dãy nào sau đây bao goomg các nguyên tố thuộc cùng một nhóm A trong bảng tuần hoàn?

A. 2, 10    

B. 7, 17

C. 18, 26    

D. 5, 15

Câu 3: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Trong một chu kì, cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố biến thiên tuần hoàn.

B. Trong một chu kì, số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố tang dần.

C. Trong một chu kì, do số proton trong hạt nhân nguyên tử các nguyên tố tang dần nên khối lượng nguyên tử tăng dần.

D. Trong một chu kì ngắn, số electron hóa trị của nguyên tử các nguyên tố tang dần.

Câu 4: Cho cấu hình electron của nguyên tử một số nguyên tố như sau:

X : 1s2;

Y : 1s22s22p63s2;

Z : 1s22s22p63s23p2;

T : 1s22s22p63s23p63d104s2;

Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. X, Y, Z, T đều là các nguyên tố thuộc nhóm A.

B. X, Y, T có 2 electron ở lớp ngoài cùng và đứng ở vị trí thứ hai trong chu kì.

C. Y và T là những nguyên tố kim loại.

D. Y, Z, T đều có 2 electron hóa trị.

Câu 5: Nguyên tố có cấu hình electron hóa trị 4d25s2 ở vị trí nào trong bảng tuần hoàn?

A. chu kì 4, nhóm VB.

B. chu kì 4, nhóm IIA.

C. chu kì 5, nhóm IIA.

D.chu kì 5, nhóm IVB.

4. Kết luận

Sau bài học cần nắm:

• Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hóa học
• Mối quan hệ giữa cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố với vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn.