Luyện tập Xu hướng biến đổi thành phần và một số tính chất của hợp chất trong một chu kì

Tổng số hạt p của các hợp chất XH₃, YO₂ và T₂O₇ là 140 hạt

→ Z_X + 3Z_H + Z_Y + 2Z_O + 2Z_T + 7Z_O = 140    (1)

→ Z_X + 3.1 + Z_Y + 2.8 + 2Z_T + 7.8 = 140

→ Z_X + Z_Y + 2Z_T = 65    (1)

Cho X, Y và T là ba nguyên tố liên tiếp trong 1 chu kì và Z_T > Z_Y > Z_X

→ Z_Y = Z_X +1    (2)

Z_T = Z_Y+1 = Z_X + 2    (3)

Thay (2) và (3) vào (1) ta có

Z_X + Z_X + 1 + 2.(Z_X + 2) = 65

Z_X = 15 → X là P

Z_Y = 16 → Y là S

Z_T = 17 → T là Cl.

Nguyên tố X ở ô thứ 16 của bảng tuần hoàn. Suy ra:

+ Cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

+ X thuộc chu kì 3, nhóm VIA.

X nằm trước Clo trong chu kì 3 nên có độ âm điện nhỏ hơn Cl ⇒ (1) đúng

Oxide cao nhất của X có công thức XO₂ ⇒ (3) sai. Công thức đúng là XO₃.

Hydroxide của X có công thức H₂XO₄ và là acid mạnh ⇒ (4) đúng.

Nguyên tử X có 6 electron lớp ngoài cùng nên dễ dàng nhận thêm 2 electron để tạo thành ion X^2- có cấu hình bền vững của khí hiếm ⇒ (2) sai.

₁₁Na, ₁₂Mg, ₁₃Al, ₁₄Si cùng thuộc chu kì 2.

Trong một chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, tính base của oxide cao nhất có xu hướng giảm dần.

⇒ Thứ tự giảm dần tính base là: Na₂O > MgO > Al₂O₃ > SiO₂.

Nguyên tố R có cấu hình electron: 1s²2s²2p³

⇒ Thuộc nhóm VA trong bảng tuần hoàn.

⇒ Hóa trị cao nhất trong hợp chất oxide là V và hydride là III.

⇒ Công thức hợp chất oxide ứng với hóa trị cao nhất của R và hydride (hợp chất của R với hydrogen) tương ứng là R₂O₅ và RH₃.

Hydroxide của các nguyên tố nhóm IIA thể hiện tính base mạnh.

Thí dụ: Ca(OH)₂, Ba(OH)₂.

Nhận thấy các nguyên tố X, Y, Z đều thuộc chu kì 3, có điện tích hạt nhân tăng dần.

Trong cùng một chu kì, đi từ trái sang phải theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân thì tính kim loại giảm. Do đó tính khử X > Y > Z.

Dãy gồm các kim loại xếp theo chiều tăng dần tính khử từ trái sang phải là: Z < Y < X.

Gọi kim loại thuộc hai chu kì liên tiếp và thuộc nhóm IA là: X và Y (M_X < M_Y)

Gọi công thức chung của hai kim loại này là R ta có phương trình tổng quát.

2R + 2H₂O  →  2ROH + H₂    (1)

0,5                                 0,25 (mol)

Ta có: n_H2 = 11,2 : 22,4 =  0,5 (mol).

Từ phương trình phản ứng ta có n_R = 2n_H2 = 1 (mol)

=> M_R = 20,4: 1 = 20, 4 => M_X < M_R = 20, 4 < M_Y

Vậy X là Li (M = 7) và Y là Na (M = 23).

Công thức oxide (với hóa trị cao nhất) là R₂O₅

R thuộc nhóm VA. Nguyên tố cần tìm là P.

Si, P, S, Cl thuộc cùng một chu kì.

Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính acid của các hydroxide tương ứng tăng dần.

Dãy gồm các chất có tính acid tăng dần là: H₂SiO₃, H₃PO₄, H₂SO₄, HClO₄

M và N có cấu hình electron ở lớp ngoài cùng là 4p^x và 4s^y

Theo bài ra: x + y = 7.

Mà M không phải là khí hiếm ⇒ x = 5, y = 2.

Cấu hình electron của M là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

⇒ M có số hiệu nguyên tử = số electron = 35 ⇒ M là Br.

Cấu hình electron của N là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

⇒ N có số hiệu nguyên tử = số electron = 20

⇒ N là Ca.

M thuộc nhóm VIIA nên có 7e lớp ngoài cùng

⇒ Công thức oxide cao nhất của M có hóa trị 7 ⇒ M₂O₇

Ta có:

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

⇒ So sánh tính base: Na₂O > CaO > Al₂O₃ > SiO₂.

X thuộc nhóm IA⇒ X là kim loại hóa trị I (ví dụ: Li, Na, K, Cs)

Y thuộc nhóm VIIA⇒ Y là phi kim có hóa trị I (ví dụ: F, Cl, Br, I)

⇒ công thức phân tử tạo bở X và Y là: XY

Z_X = 3, X thuộc chu kì 2, nhóm IA.

Z_Y = 11, Y thuộc chu kì 3, nhóm IA.

Z_Z = 19, Z thuộc chu kì 4, nhóm IA.

Nhận đinh:

“Các nguyên tố này đều là phi kim mạnh nhất trong chu kì” ⇒ sai vì nguyên tố thuộc nhóm IA là các kim loại mạnh nhất trong chu kì.

“Các nguyên tố này không cùng thuộc một chu kì” ⇒ đúng vì X thuộc chu kì 2, Y thuộc chu kì 3, Z thuộc chu kì 4.

X(OH)₂ < Y(OH)₂ < Z(OH)₂: ⇒ đúng vì trong cùng một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính base của các hydroxide tương ứng tăng dần.

“Thứ tự tăng dần độ âm điện: X < Y < Z” ⇒ đúng vì trong cùng một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân độ âm điện của các nguyên tố nhìn chung giảm dần.

Nguyên tố Calcium (Ca) thuộc nhóm IIA.

Hóa trị cao nhất của Ca là II.

Công thức hóa học của oxide là CaO, của hydroxide là Ca(OH)₂

Nguyên tố R thuộc nhóm VIA ⇒R có hóa trị VI

R có hóa trị = 8 – 6 = 2 khi tạo hợp chất với hydrogen

⇒ Công thức hợp chất khí với Hydrogen của R là RH₂.

X là nguyên tố nhóm IIA. Công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất của X là XO.

R có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns²np⁴ → hợp chất khí của R với H là RH₂

Trong RH₂, X chiếm 94,12% về khối lượng nên ta có

→ R= 32 → R là Sulfur

Oxide cao nhất của S là SO₃ 

→ %S = 32:80.100% = 40%

Các nguyên tố Na, Mg, Al thuộc cùng chu kỳ, được xếp lần lượt theo chiều tăng của điện tích hạt nhân.

Lại có, trong một chu kì theo chiều tăng của điện tích hạt nhân tính base của oxide tương ứng giảm dần.

⇒ Dãy gồm các chất có tính base tăng dần là Al(OH)₃, Mg(OH)₂, NaOH.