Giải SBT Hoá học 10 Chân trời bài 5 Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Bài tập 5.1. X là nguyên tố rất cần thiết cho sự chuyển hóa của calcium, phosphorus, sodium, potassium, vitamin C và các vitamin nhóm B. 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:Đáp án: A

Cấu hình electron của X là: 1s²2s²2p⁶3s²

Vậy số hiệu nguyên tử của X = số electron = 12.

Bài tập 5.2. Chu kì là

A. dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều khối lượng nguyên tử tăng dần.

B. dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều số khối tăng dần.

C. dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân nguyên tử tăng dần.

D. dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều số neutron tăng dần.

Hướng dẫn: Đáp án: C

Bài tập 5.3. Nhóm nguyên tố là 

A. tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron giống nhau, được xếp ở cùng một cột.

B. tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron gần giống nhau, do đó có tính chất hóa học giống nhau và được xếp thành một cột.

C. tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành một cột.

D. tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có tính chất hóa học giống nhau và được xếp cùng một cột.

Hướng dẫn: Đáp án: C

Bài tập 5.4. Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố được sắp xếp không theo nguyên tắc nào? 

A. Theo chiều tăng của điện tích hạt nhân.

B. Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng.

C. Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một cột.

D. Theo chiều tăng khối lượng nguyên tử.

Hướng dẫn: Đáp án: D

Bài tập 5.5. Sulfur dạng kem bôi được sử dụng để điều trị mụn trứng cá. Nguyên tử sulfur có phân lớp electron ngoài cùng là 3p⁴. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về nguyên tử sulfur?

A. Lớp ngoài cùng của sulfur có 6 electron.

B. Hạt nhân nguyên tử sulfur có 16 electron.

C. Trong bảng tuần hoàn sulfur nằm ở chu kì 3.

D. Sulfur nằm ở nhóm VIA.

Hướng dẫn: Đáp án: B

Bài tập 5.6. Hãy cho biết ý nghĩa của các thông tin có trong ô nguyên tố sau:

Hướng dẫn:

Bài tập 5.7. Sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học trong SGK (Hình 5.2 trang 37), hoàn thành những thông tin còn thiếu trong bảng sau:

Hướng dẫn:

Bài tập 5.8. Hãy giải thích vì sao chu kì 3 chỉ có 8 nguyên tố.

Hướng dẫn:

Mỗi chu kì gồm các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử nên số thứ tự của chu kì chính là số lớp electron. Chu kì 3 bắt đầu bằng nguyên tố sodium (kim loại kiềm) và kết thúc bằng khi hiếm argon. Só thứ tự của chu kì bằng 3. Các nguyên tố của chu kì 3 có 3 lớp electron là lớp K,lớp L và lớp M.

Lớp K chỉ có 2 electron được kí hiệu là 1s².

Lớp L có 8 electron gồm 2 phân lớp đã đầy đủ là 2s²2p⁶.

Lớp thứ 3 - lớp M gồm 3 phân lớp: 3s, 3p và 3d. Với cấu hình electron 3s²3p⁶ của khí hiếm argon, chu kì 3 đã kết thúc mặc dù còn lại phân lớp 3d chưa có elecron nào. Chu kì 3 chỉ có 8 nguyên tố ứng với số electron trên lớp thứ 3 thay đổi từ 1 đến 8 hay cấu hình electron thay đổi từ 3s¹3p⁰ (ở nguyên tố sodium) đến 3s²3p⁶ (ở nguyên tố argon).

Bài tập 5.9. Xác định vị trí của nguyên tố (ô, chu kì và nhóm) của nguyên tố có:

a. Số hiệu nguyên tử là 20, là nguyên tố giúp xương chắc khỏe, phòng ngừa những bệnh loãng xương, giảm tình trạng đau nhức và khó khăn trong vận động, làm nhanh lành các vết nứt gãy trên xương.

b. 9 electron, được sử dụng để điều chế một số dẫn xuất hydrocarbon, làm sản phẩm trung gian để sản xuất ra chất dẻo.

c. 28 proton, được dùng trong việc chế tạo hợp kim chống ăn mòn.

d. Số khối là 52 và 28 neutron, dùng chế tạo thép không gỉ.

Hướng dẫn:

a) Z = 20, cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

Nguyên tố này thuộc ô 20 (Z = 20); chu kì 4 (do có 4 lớp electron); nhóm IIA (do nguyên tố s, có 2 electron lớp ngoài cùng).

b) Nguyên tử có 9 electron nên Z = 9, cấu hình electron: 1s²2s²2p⁵

Nguyên tố này thuộc ô 9 (Z = 9); chu kì 2 (do có 2 lớp electron); nhóm VIIA (do nguyên tố p, có 7 electron lớp ngoài cùng).

c) Nguyên tử có 28 proton nên Z = 28, cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s².

Nguyên tố này thuộc ô 28 (Z = 28), chu kì 4 (do có 4 lớp electron), nhóm VIIIB (do nguyên tố d, có tổng số electron trên 2 phân lớp 3d và 4s là 10).

d) Z = A – N = 52 – 28 = 24, cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹

Nguyên tố này thuộc ô 24 (Z = 24), chu kì 4 (do có 4 lớp electron), nhóm VIB (do nguyên tố d, có tổng số electron trên 2 phân lớp 3d và 4s là 6).

Bài tập 5.10. Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố và xác định tên nguyên tố:

a. Chu kì 3, nhóm IIIA được dùng trong ngành công nghiệp chế tạo, cụ thể là tạo ra các chi tiết cho xe ô tô, xe tải, tàu hỏa, tàu biển và cả máy bay.

b. Chu kì 4, nhóm IB, được sử dụng rất nhiều trong sản xuất các nguyên liệu như dây điện, que hàn, tay cầm, các đồ dùng nội thất trong nhà, các tượng đúc, nam châm điện từ, các động cơ máy móc, …

Hướng dẫn:

a) Nguyên tố thuộc chu kì 3 nên có 3 lớp electron; thuộc nhóm IIIA nên có 3 electron lớp ngoài cùng → Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹, Z = 13, nguyên tố nhôm, Al (hay aluminium).

b) Nguyên tố thuộc chu kì 4 nên có 4 lớp electron; thuộc nhóm IB nên có 1 electron hóa trị, nguyên tố d. → Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹, Z = 29, nguyên tố copper.

Bài tập 5.11. 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 neutron. Tổng số proton trong phân tử XY₂ là 32. Hợp chất này được sử dụng như chất trung gian để sản xuất sulfuric acid.

a. Viết cấu hình electron của X và Y

b. Xác định vị trí của X và Y trong bảng tuần hoàn và công thức phân tử hợp chất XY₂.

Hướng dẫn:

a) Gọi số hạt proton, neutron và electron của nguyên tử X là p, n, e và hạt proton, neutron và electron của nguyên tử Y là p’; n’; e’.

Theo bài ta ta có: p = n = e; p' = n' = e'

Một cách gần đúng ta có: M_X = 2p; M_Y = 2p’.

Lại có trong XY₂, X chiếm 50% về khối lượng nên:

M_X : (2M_Y)= 50 : 50 = 1 hay 2p ; 4p' = 1⇒ p = 2p′ (1) 

Tổng số proton trong phân tử XY₂ là 32 nên: p + 2p’ = 32 (2)

Từ (1) và (2) giải hệ phương trình được: p = 16 và p’ = 8.

p = 16 nên Z_X = 16, X có cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

p’ = 8 nên Z_Y = 8, Y có cấu hình electron: 1s²2s²2p⁴

b)

X ở ô thứ 16 (do Z = 16), chu kì 3 (do có 3 lớp electron), nhóm VIA (do nguyên tố p, có 6 electron lớp ngoài cùng); X là sulfur (S).

Y ở ô thứ 8 (do Z = 8), chu kì 2 (do có 2 lớp electron), nhóm VIA (do nguyên tố p, có 6 electron lớp ngoài cùng); Y là oxygen (O).

Công thức phân tử hợp chất XY₂ là SO₂.

Bài tập 5.12. Hai nguyên tố X và Y đứng kế tiếp nhau trong cùng một chu kì, có tổng số điện tích hạt nhân bằng 25.

a. Hãy viết cấu hình electron của nguyên tử X, Y.

b. Xác định vị trí của X, Y trong bảng tuần hoàn và tên nguyên tố X, Y.

Hướng dẫn:

a) X và Y đứng kế tiếp nhau trong cùng một chu kì nên số proton của chúng chỉ hơn kém nhau 1 đơn vị.

Giả sử Z_X < Z_Y, ta có Z_Y = Z_X + 1 (1)

Theo bài ra, tổng số điện tích hạt nhân của X và Y là 25 nên: Z_X + Z_Y = 25 (2)

Từ (1) và (2) có Z_X = 12 và Z_Y = 13.

Cấu hình electron của X là: 1s²2s²2p⁶3s²;

Cấu hình electron của Y là: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹.

b)

+ X ở ô thứ 12 (do Z = 12); chu kì 3 (do có 3 lớp electron); nhóm IIA (do nguyên tố s, có 2 electron lớp ngoài cùng). X là magnesium (Mg).

+ Y ở ô thứ 13 (do Z = 13); chu kì 3 (do có 3 lớp electron); nhóm IIIA (do nguyên tố p, có 3 electron ở lớp ngoài cùng). Y là aluminium (Al).

Bài tập 5.13. X, Y là hai nguyên tố thuộc cùng nhóm A ở hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn, có tổng số proton trong hai hạt nhân là 32. Viết cấu hình electron của nguyên tử X và Y. Xác định tên X, Y.

Hướng dẫn:

Gọi Z_X, Z_Y lần lượt là số proton của nguyên tử nguyên tố X và Y. Ta có: Z_X + Z_Y = 32 (1)

Vì X và Y thuộc cùng nhóm A ở hai chu kì kế tiếp nhau nên số proton của chúng khác nhau 8, 18 hoặc 32 đơn vị.

Giả sử Z_Y > Z_X.

Xét 3 trường hợp

Trường hợp 1: Z_Y – Z_X = 8 (2)

Kết hợp (1) và (2) giải hệ phương trình ta được: Z_X = 12; Z_Y = 20.

Cấu hình electron của X: 1s²2s²2p⁶3s² (nhóm IIA).

Cấu hình electron của Y:  1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²(nhóm IIA).

Vậy trường hợp 1 phù hợp với yêu cầu đề bài, X là magnesium (Mg) và Y là calcium (Ca).

Trường hợp 2: Z_Y – Z_X = 18 (3)

Kết hợp (1) và (3) giải hệ phương trình ta được: Z_X = 7; Z_Y = 25.

Cấu hình electron của X: 1s²2s²2p³ (nhóm VA)

Cấu hình electron của Y: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s².   (nhóm VIIB)

Vậy trường hợp 2 không thỏa mãn.

Trường hợp 3: Z_Y – Z_X = 32 (4)

Kết hợp (1) và (4) giải hệ phương trình ta được: Z_X = 0; Z_Y = 32.

Vậy trường hợp 3 không thỏa mãn.

Bài tập 5.14*. X và Y là hai nguyên tố thuộc chu kì nhỏ, thuộc hai nhóm A kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn. Ở trạng thái đơn chất, X và Y phản ứng được với nhau. Tổng số proton trong hạt nhân nguyên tử của X và Y là 23. Biết rằng X đứng sau Y trong bảng tuần hoàn. Xác định tên nguyên tố X, Y.

Hướng dẫn

Gọi số proton của X và Y lần lượt là Z_X và Z_Y. Do X đứng sau Y trong bảng tuần hoàn nên Z_X > Z_Y.

Tổng số proton trong hạt nhân nguyên tử của X và Y là 23 nên: Z_X + Z_Y = 23 (1).

X và Y là 2 nguyên tố thuộc 2 nhóm kế tiếp trong bảng tuần hoàn nên số proton của X và Y hơn kém nhau 1 hoặc 7 hoặc 9.

Xét 3 trường hợp:

Trường hợp 1: Z_X – Z_Y = 1 (2)

Kết hợp (1) và (2) được Z_X = 12 và Z_Y = 11. X là Mg (magnesium) và Y là Na (sodium).

Ở trạng thái đơn chất, hai nguyên tố này không phản ứng được với nhau (loại).

Trường hợp 2: Z_X – Z_Y = 7 (3)

Kết hợp (1) và (3) được Z_X = 15 và Z_Y = 8. X là P (phosphorus) và Y là O (oxygen).

Ở trạng thái đơn chất, hai nguyên tố này phản ứng được với nhau (nhận).

Trường hợp 3: Z_X – Z_Y = 9 (4)

Kết hợp (1) và (4) được Z_X = 16 và Z_Y = 7. X là S (sulfur) và Y là N (nitrogen).

Ở trạng thái đơn chất, hai nguyên tố này không phản ứng được với nhau (loại).

Vậy X là P (phosphorus) và Y là O (oxygen).

Bài tập 5.15*. Hòa tan hoàn toàn 6,645 gam hỗn hợp muối chloride của hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì kế tiếp nhau vào nước được dung dịch X. Cho toàn bộ dung dịch X tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO₃ (dư), thu được 18,655 gam kết tủa. Xác định 2 kim loại kiềm.

Hướng dẫn: