Vận dụng 9.13 trang 24, 25, 26 SBT Hóa 10 - Kết nối tri thức: Ba nguyên tố X, Y, Z thuộc cùng một chu kì và có tổng số hiệu nguyên tử là 39...

Ba nguyên tố X, Y, Z thuộc cùng một chu kì và có tổng số hiệu nguyên tử là 39. Số hiệu của nguyên tử Y bằng trung bình cộng số hiệu của nguyên tử X và Z. Nguyên tử của ba nguyên tố này hầu như không phản ứng với H₂O ở điều kiện thường.

a) Hãy xác định vị trí của X, Y, Z trong bảng tuần hoàn. Viết cấu hình electron nguyên tử và tên từng nguyên tố.

b) So sánh độ âm điện, bán kính nguyên tử của X, Y, Z.

c) So sánh tính base của các hydroxide của X, Y, Z.

Phương pháp giải :

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Xu hướng biến đổi độ âm điện:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện giảm dần

- Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử giảm dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng dần

- Xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, tính acid của chúng tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng tăng dần, tính acid của chúng giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide để xác định đáp án đúng

Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

a) - Gọi số hiệu nguyên tử của các nguyên tố X, Y, Z lần lượt là z₁, z₂, z₃

- Có tổng số hiệu nguyên tử là 39 => z₁ + z₂ + z₃ = 39 (1)

- Số hiệu của nguyên tử Y bằng trung bình cộng số hiệu của nguyên tử X và Z

=> z₁ < z₂ < z₃ và \[{z_2} = \frac{{{z_1} + {z_3}}}{2}\](2)

- Từ (1) và (2) => z₂ = 13 => Cấu hình nguyên tử của Y là: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

=> Y là nguyên tố aluminium (Al) thuộc chu kì 3, nhóm IIIA, ô số 13

- Vì X, Y, Z thuộc cùng 1 chu kì và 3 nguyên tố hầu như không phản ứng với nước

=> X là magnesium (Z = 12) và silicon (Z = 14)

- Cấu hình nguyên tử của X là: 1s²2s²2p⁶3s²

=> X thuộc chu kì 3, nhóm IIA, ô số 12

- Cấu hình nguyên tử của Z là: 1s²2s²2p⁶3s²3p²

=> Z thuộc chu kì 3, nhóm IVA, ô số 14

b) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi độ âm điện:

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần độ âm điện của các nguyên tố là: Mg < Al < Si

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần bán kính nguyên tử là: Si < Al < Mg

c) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính base của hydroxide của các nguyên tố là:

H₂SiO₃ < Al(OH)₃ < Mg(OH)₂