Lý thuyết và bài tập trắc nghiệm Hóa học Lớp 10 - Chuyên đề 2: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và định luật tuần hoàn

CHUYÊN ĐỀ 2 : 	BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ 
 	 HÓA HỌC VÀ ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
1. Nguyên tắc sắp xếp : 
 Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.
 Các nguyên tố có cùng số lớp electron được xếp thành một hàng.
 Các nguyên tố có số electron hóa trị trong nguyên tử như nhau được xếp thành một cột.
● Lưu ý : Electron hóa trị là những electron có khả năng tham gia hình thành liên kết hóa học. Chúng thường nằm ở lớp ngoài cùng hoặc ở cả phân lớp sát lớp ngoài cùng nếu phân lớp đó chưa bão hòa. 
2. Cấu tạo của bảng tuần hoàn
a. Ô nguyên tố : Số thứ tự của ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử, bằng số đơn vị điện tích hạt nhân và bằng tổng số electron của nguyên tử.
b. Chu kì : 
 Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần. Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử. 
 Bảng tuần hoàn có 7 chu kì :
 Chu kì nhỏ là các chu kì 1, 2, 3 chỉ gồm các nguyên tố s và các nguyên tố p. Mỗi chu kì nhỏ gồm 8 nguyên tố, trừ chu kì 1 chỉ có hai nguyên tố.
 Chu kì lớn là các chu kì 4, 5, 6 ,7 gồm các nguyên tố s, p, d và f. Chu kì 4 và chu kì 5 mỗi chu kì có 18 nguyên tố. Chu kì 6 có 32 nguyên tố. Theo quy luật, chu kì 7 cũng phải có 32 nguyên tố, tuy nhiên chu kì 7 mới phát hiện được 24 nguyên tố hóa học. Lí do là các nguyên tố có hạt nhân càng nặng càng kém bền, chúng có “đời sống” rất ngắn ngủi.
c. Nhóm : 
 Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, do đó tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành một cột.
 Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm có số số electron hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ một số trường hợp ngoại lệ).
 Bảng tuần hoàn có 18 cột được chia thành 8 nhóm A và 8 nhóm B.
 Nhóm A : Gồm 8 nhóm từ IA đến VIIIA, số thứ tự của nhóm bằng số electron hóa trị (số electron ở lớp ngoài cùng), nhóm A gồm các nguyên tố s và p. Nhóm A còn được gọi là các nguyên tố thuộc phân nhóm chính.
 Nhóm B : Gồm 8 nhóm từ IB đến VIIIB, số thứ tự của nhóm B bằng số electron hóa trị (số electron lớp ngoài cùng và số electron của phân lớp d sát lớp ngoài nếu phân lớp đó chưa bão hòa), nhóm B gồm các nguyên tố d và f. Nhóm B còn được gọi là các nguyên tố thuộc phân nhóm phụ.
 Nguyên tố s, p, d, f là các nguyên tố có các electron ngoài cùng lần lượt điền vào các phân lớp s, p, d, f.
II. Những tính chất biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân
1. Bán kính nguyên tử :	
 Trong chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử giảm dần, vì điện tích hạt nhân tăng dần trong khi số lớp electron không thay đổi nên lực hút của hạt nhân với các eletron tăng dần, khoảng cách từ hạt nhân đến các eletron ngoài cùng giảm dần, dẫn đến bán kính giảm dần.
 Trong nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng dần, do số lớp electron tăng dần.
2. Năng lượng ion hoá (I) : 
 Trong chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, năng lượng ion hóa của nguyên tử tăng dần, vì điện tích hạt nhân tăng dần trong khi số lớp electron không thay đổi nên lực hút của hạt nhân với các eletron tăng dần, dẫn đến năng lượng cần dùng để tách eletron ra khỏi nguyên tử tăng dần.
 Trong nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, năng lượng ion hóa của nguyên tử giảm dần vì electron ở xa hạt nhân hơn, liên kết với hạt nhân yếu hơn, dễ bị tách ra khỏi nguyên tử hơn.
3. Độ âm điện (: campa) : Độ âm điện là một khái niệm mang tính chất kinh nghiệm và thay đổi theo thang đo và chỉ có ý nghĩa tương đối. Độ âm điện đặc trưng cho khả năng hút electron về phía mình của nguyên tử trong phân tử.
 Trong chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, độ âm điện của nguyên tử tăng dần.
 Trong nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, độ âm điện của nguyên tử giảm dần. 
4. Tính kim loại - phi kim :
 Trong chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần và tính phi kim tăng dần.
 Trong nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần và tính phi kim giảm dần.
5. Sự biến đổi về hóa trị của các nguyên tố
 Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, số electron lớp ngoài cùng tăng dần từ 1 đến 8, hóa trị cao nhất của các nguyên tố đối với oxi tăng dần từ 1 đến 7, còn hóa trị với hiđro của các phi kim giảm từ 4 đến 1.
 Ví dụ đối với chu kì 3 :
Số thứ tự
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
Hợp chất với oxi
Na2O
MgO
Al2O3
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O7
Hóa trị cao nhất với oxi
1
2
3
4
5
6
7
Hợp chất khí với hiđro
SiH4
PH3
H2S
HCl
Hóa trị với hiđro
4
3
2
1
 Đối với các chu kì khác, sự biến đổi hóa trị của các nguyên tố cũng diễn ra tương tự.
Nhận xét : Như vậy ta thấy, đối với nguyên tố phi kim R có :
 Oxit cao nhất dạng là : R2On (R có hóa trị cao nhất là n); hợp chất khí với hiđro là : RHm (R có hóa trị là m)
 Thì ta luôn có : m + n = 8
6. Tính axit - bazơ của oxit và hiđroxit :
 Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng yếu dần, đồng thời tính axit của chúng mạnh dần.
 Trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng mạnh dần, đồng thời tính axit của chúng yếu dần.
● Kết luận : Quy luật biến thiên tính chất các nguyên tố trong bảng tuần hoàn có thể tóm tắt như sau :
Bán kính nguyên tử
Độ âm điện
Năng lượng ion hóa
Tính 
kim loại
Tính 
phi kim
Tính axit của oxit và
hiđroxit
Tính bazơ của oxit và hiđroxit
Trong chu kì
(trái phải)
Giảm dần
Tăng dần
Tăng dần
Giảm dần
Tăng dần
Tăng dần
Giảm dần
Trong nhóm
(trên xuống)
Tăng dần
Giảm dần
Giảm dần
Tăng dần
Giảm dần
Giảm dần
Tăng dần
 Nguyên nhân của sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các đơn chất, thành phần và tính chất của các hợp chất của các nguyên tố khi xếp chúng theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử là sự biến đổi tuần hoàn của số electron lớp ngoài cùng.
III. Định luật tuần hoàn
1. Nội dung định luật tuần hoàn : 
 Tính chất của các nguyên tố và đơn chất cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất tạo nên từ các nguyên tố đó biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.
2. Ý nghĩa của định luật tuần hoàn
 Biết vị trí của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn, có thể suy ra cấu tạo nguyên tử của nguyên tố đó và ngược lại.
 Biết vị trí của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn, có thể suy ra tính chất hóa học cơ bản của nó.
 So sánh tính chất hóa học của một nguyên tố với các nguyên tố lân cận.
IV. Kiến thức bổ sung :
1. Xác định vị trí nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn:
Cấu hình eletron
(lớp ngoài cùng)
Nhóm
Chu kì
nsx hoặc ns2npy
nsx
ns2npy
Nhóm A 
Nhóm : xA
Nhóm : (2+y)A
n
n
(n-1)dxnsy
Nếu x + y = 11 ; 12
Nếu x + y = 3 đến 7
Nếu x + y = 8 ; 9 ; 10
Nhóm B
Nhóm IB, IIB
Nhóm IIIB đến VIIB
Nhóm VIIIB
n
n
n
2. E hóa trị : Là các electron tham gia vào sự tạo thành liên kết hóa học.
 Với nguyên tố phân nhóm chính (nhóm A) : Số electron hóa trị bằng số electron lớp ngoài cùng. Ví dụ : Ca [Ar]4s2, có số electron hóa trị là 2.
 Với nguyên tố phân nhóm phụ (nhóm B) : Số electron hóa trị bằng số electron lớp ngoài cùng và số electron của phân lớp d sát lớp ngoài nếu phân lớp đó chưa bão hòa. Ví dụ : 
Fe : [Ar]3d64s2: số electron hóa trị là 8.
Ag : [Ar]3d104s1: số electron hóa trị là 1 (do lớp d đã bão hòa không tính số electron của phân lớp d).
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ BẢNG TUẦN HOÀN
I. Xác định nguyên tố phi kim dựa vào hóa trị cao nhất trong hợp chất với O và hóa trị trong hợp chất với H
Phương pháp giải
 Một nguyên tố phi kim R tạo hợp chất oxit cao nhất là R2On và hợp chất với H là RHm thì n + m = 8.
 Hóa trị cao nhất của một nguyên tố = số thứ tự của nhóm = số electron ngoài cùng (đối với nguyên tố s, p).
►Các ví dụ minh họa◄
Ví dụ 1: Nguyên tố R ở chu kì 3, nhóm VA trong bảng tuần hoàn. Không sử dụng bảng tuần hoàn, hãy cho biết :
 1. Cấu hình electron của R.	
 2. Trong oxit cao nhất của R thì R chiếm 43,66% khối lượng. Tính số lượng mỗi loại hạt của nguyên tử R. 
Hướng dẫn giải
1. R nằm ở chu kỳ 3 nên lớp electron ngoài cùng là lớp thứ 3. Mặt khác, R thuộc phân nhóm chính nhóm VA nên nguyên tử R có 5 electron ở lớp ngoài cùng. Vậy cấu hình lớp electron ngoài cùng của R là 3s23p3.
 Cấu hình electron của R là 1s22s22p63s23p3.
2. R thuộc nhóm V nên hóa trị cao nhất của R trong oxit là V. Công thức oxit là R2O5.
 Theo giả thiết : %R = 43,66% nên R = 31 (photpho).
 Tổng số hạt electron = tổng số hạt proton = 15 (dựa vào cấu hình electron).
 Tổng số hạt nơtron = 31 -15 = 16.
Ví dụ 2: Nguyên tố R có hóa trị cao nhất trong oxit gấp 3 lần hóa trị trong hợp chất với hiđro.
1. Hãy cho biết hóa trị cao nhất của R trong oxit.
2. Trong hợp chất của R với hiđro có tỉ lệ khối lượng: . 
Không dùng bảng tuần hoàn, cho biết kí hiệu của nguyên tử R.
Hướng dẫn giải
1. Gọi hóa trị cao nhất của R trong oxit là a, hóa trị trong hợp chất với hiđro là b. Ta có: a + b = 8.
Theo giả thiết : a = 3b. Suy ra : a =6; b = 2.
2. Công thức hợp chất R với hiđro là H2R. Theo bài: nên R = 32.
 Gọi tổng số hạt proton, nơtron của R là p, n. Ta có p + n = 32.
 Ta có : .
 Mặt khác, R thuộc nhóm VI (hóa trị cao nhất trong oxit bằng VI) nên dựa vào cấu hình electron khi p = 13, 14, 15, 16 ta thấy p = 16 thỏa mãn (vì có 6 electron ở lớp ngoài cùng).
 Vậy kí hiệu của nguyên tử R là: .
Ví dụ 3: R là một nguyên tố phi kim. Tổng đại số số oxi hóa dương cao nhất với 2 lần số oxi hóa âm thấp nhất của R là +2. Tổng số proton và nơtron của R nhỏ hơn 34.
1. Xác định R.
2. X là hợp chất khí của R với hiđro, Y là oxit của R có chứa 50% oxi về khối lượng. Xác định công thức phân tử của X và Y. 
Hướng dẫn giải
1. Gọi số oxi hóa dương cao nhất và số oxi hóa âm thấp nhất của R lần lượt là +m và -n. 
 Ta có : m + n = 8.
 Mặt khác, theo bài ra: +m + 2(-n) = +2 m - 2n = 2.
 Từ đây tìm được: m = 6 và n = 2. Vậy R là phi kim thuộc nhóm VI. 
 Số khối của R < 34 nên R là O hay S. Do oxi không tạo được số oxi hóa cao nhất là +6 nên R là lưu huỳnh.
2. Trong hợp chất X, R có số oxi hóa thấp nhất nên X có công thức là H2S.
 Gọi công thức oxit Y là SOx. 
 Do %S = 50% nên = x = 2. Công thức của Y là SO2.
II. Tìm các nguyên tố và xác định vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn
Phương pháp giải
● Xác định nguyên tố
 Đối với 82 nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn, giữa số proton và nơtron có mối liên hệ :
 Nếu đề cho biết các thông tin về mối liên quan giữa các hạt cơ bản của nguyên tử, phân tử; thành phần phần trăm về khối lượng của nguyên tử trong phân tử. Thì ta thiết ta lập hệ phương trình liên quan đến các hạt cơ bản của nguyên tử, phân tử. Sau đó giải hệ phương trình để tìm số proton của các nguyên tử. 
 Hai nguyên tố ở cùng một nhóm và ở hai chu kì kế tiếp thì cách nhau 8 hoặc18 nguyên tố.
● Xác định vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn :
 - Đối với nguyên tố nguyên tố s, p (thuộc nhóm A) :
	+ Ô nguyên tố = số p = số electron = số hiệu nguyên tử.
	+ Số thứ tự của chu kì = số lớp electron.
	+ Số thứ tự của nhóm = số electron ở lớp ngoài cùng.
 - Đối với nguyên tố d (thuộc nhóm B)
	+ Việc xác định ô nguyên tố và chu kì tương tự như đối với nguyên tố s, p.
	+ Số thứ tự của nhóm phụ thuộc vào số electron trên các phân lớp (n-1)dxnsy (n4) :
	x + y < 8 thì nguyên tố thuộc nhóm (x + y).
	8 x + y 10 thì nguyên tố thuộc nhóm VIII.
	x + y >10 thì nguyên tố thuộc nhóm [(x + y) – 10].
►Các ví dụ minh họa◄
Ví dụ 1: Tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử một nguyên tố R nhóm VIIA là 28.
1. Tính số khối của R.
2. Viết ký hiệu nguyên tử nguyên tố đó.
Hướng dẫn giải
1. Gọi tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử R là p, n, e. Trong đó p = e.
 Theo bài: p + n + e = 28 2p + n = 28 n = 28 - 2p.
 Mặt khác, p n 1,5p p 28 - 2p 1,5p 8 p 9,3.
 Vậy p = 8 hoặc 9. Do nguyên tố R thuộc nhóm VIIA nên nguyên tử nguyên tố R có 7 electron ở lớp ngoài cùng. Suy ra p = 9 :1s22s22p5. Vậy p = e = 9; n = 10.
 Số khối A = n + p = 19.
2. Ký hiệu nguyên tử: . Nguyên tố đã cho là flo.
Ví dụ 2: Cho biết tổng số electron trong anion là 42. Trong các hạt nhân A và B đều có số proton bằng số nơtron.
1. Tìm số khối của A và B
2. Cho biết vị trí của A, B trong bảng tuần hoàn.
Hướng dẫn giải
1. Gọi số hạt proton của A là p và của B là p’, ta có :
 p + 3p’ = 42 - 2. Ta thấy 3p’ < p + 3p’ = 40 nên p’ < = 13,3.
 Do B tạo được anion nên B là phi kim. Mặt khác p’ < 13,3 nên B chỉ có thể là nitơ, oxi hay flo. 
● Nếu B là nitơ (p’ = 7) p = 19 (K). Anion là : loại.
● Nếu B là oxi (p’ = 8) p = 16 (S). Anion là : thỏa mãn.
● Nếu B là flo (p’ = 9) p = 13 (Al). Anion là : loại.
 Vậy A là lưu huỳnh, số khối A = 32. B là oxi, số khối A = 16.
2. O (p’ = 8) : 1s22s22p4 (ô số 8, chu kỳ 2, nhóm VIA)
 S (p = 16) : 1s22s22p63s23p4 (ô số 16, chu kỳ 3, nhóm VIA)
Ví dụ 3: Một hợp chất ion được cấu tạo từ M+ và X2-. Trong phân tử M2X có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 140 hạt. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44 hạt. Số khối của ion M+ lớn hơn số khối của ion X2- là 23. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong ion M+ nhiều hơn trong ion X2- là 31. 
1. Viết cấu hình electron của M và X. 
2. Xác định vị trí của M và của X trong bảng tuần hoàn. 
Hướng dẫn giải
Gọi tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử M là p, n, e và của nguyên tử X là p’, n’, e’. Ta có p = e và p’ = e’.
Theo giả thiết ta có :
2(p + n + e) + p’ + n’ + e’ = 140 4p + 2p’ + 2n + n’ = 140	(1)
2(p + e) + p’ + e’ - 2n - n’ = 44 4p + 2p’ - 2n - n’ = 44	(2)
p + n - p’ - n’ = 23 p + n - p’ - n’ = 23	(3)
(p + n + e - 1) - (p’ + n’ + e’ + 2) = 31 2 p + n - 2 p’ - n’ = 34	(4)
Từ (1) và (2) ta có : 2p + p’ = 46 và 2n + n’ = 48.
Từ (3), (4) ta có: p - p’ = 11 và n - n’ = 12.
Giải ra ta được p = 19 (K); n = 20 ; p’ = 8 (O); n’ = 8. Vậy X là K2O.
Cấu hình electron :
K (p = 19): 1s22s22p63s23p64s1 (chu kỳ 4, nhóm IA).
O (p’ = 8): 1s22s22p4 (chu kỳ 2, nhóm VIA)
Ví dụ 4: A và B là hai nguyên tố ở cùng một nhóm và thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử của A và B bằng 32.
 Hãy viết cấu hình electron của A , B và của các ion mà A và B có thể tạo thành.
Hướng dẫn giải
 A và B là hai nguyên tố ở cùng một phân nhóm và thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn nên số thứ tự của chúng hơn kém nhau 8 hoặc 18 đơn vị (đúng bằng số nguyên tố trong một chu kỳ).
 Theo bài ra, tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử của A và B bằng 32 nên ZA + ZB = 32.
● Trường hợp 1: ZB - ZA = 8. Ta tìm được ZA = 12; ZB = 20.
 Cấu hình electron : 
A : 1s22s22p63s2 (chu kỳ 3, nhóm IIA).
và B: 1s22s22p63s23p64s2 (chu kỳ 4, nhóm IIA).
Ion A2+: 1s22s22p6 và B2+: 1s22s22p63s23p6.
● Trường hợp 2: ZB - ZA = 18. Ta tìm được ZA = 7; ZB = 25.
 Cấu hình electron : 
A : 1s22s22p3 (chu kỳ 2, nhóm VA).
và B: 1s22s22p63s23p63d54s2 (chu kỳ 4, nhóm VIIB).
 Trường hợp này A, B không cùng nhóm nên không thỏa mãn.
Ví dụ 5: Hai nguyên tố A và B ở hai nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn, B thuộc nhóm VA, ở trạng thái đơn chất A, B không phản ứng với nhau. Tổng số proton trong hạt nhân nguyên tử của A và B là 23. 
1. Viết cấu hình electron nguyên tử của A, B.
2. Từ các đơn chất A, B và các hóa chất cần thiết, hãy viết các phương trình hóa học (ghi rõ điều kiện) điều chế hai axit trong đó A và B có số oxi hóa cao nhất. 
Hướng dẫn giải
1. Hai nguyên tố A và B ở hai nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn, B thuộc nhóm VA, do đó A thuộc nhóm IVA hoặc nhóm VIA.
 Theo giả thiết : ZA + ZB = 23.
 Vì: ZA + ZB = 23 và B thuộc nhóm V, còn A thuộc nhóm IV hoặc nhóm VI nên A, B thuộc các chu kì nhỏ (chu kỳ 2 và chu kỳ 3).
 Mặt khác, A và B không thể cùng chu kỳ vì hai nguyên tố thuộc hai nhóm A kế tiếp trong một chu kỳ hơn kém nhau 1 proton, nghĩa là ở ô số 11 và 12 (tổng số proton bằng 23), không thuộc các nhóm IV và V hay V và VI.
● Trường hợp 1: B thuộc chu kỳ 2. Theo bài, B ở nhóm VA nên ZB = 7 (nitơ). Vậy ZA = 23 - 7 = 16 (lưu huỳnh). Trường hợp này thỏa mãn vì ở trạng thái đơn chất nitơ không phản ứng với lưu huỳnh. 
 Cấu hình electron của A và B là :
A: 1s22s22p63s23p4 và B: 1s22s22p3
● Trường hợp 2: B thuộc chu kỳ 3. Theo giả thiết, B ở nhóm VA nên ZB = 15 (phopho). Vậy ZA = 23 - 15 = 8 (oxi). Trường hợp này không thỏa mãn vì ở trạng thái đơn chất oxi phản ứng với phopho. 
2. Điều chế HNO3 từ N2 và H2SO4 từ S.
Điều chế HNO3: N2 NH3 NO NO2 HNO3
N2 + 3H2 2NH3
4NH3 + 5O2 4NO­ + 6H2O
2NO + O2 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3
Điều chế H2SO4: S SO2 SO3 H2SO4
S + O2 SO2
 2SO2 + O2 2SO3
SO3 + H2O H2SO4
III. Bài tập tìm kim loại 
Phương pháp giải
● Tìm 1 kim loại :
 - Nếu đề đã cho biết hóa trị của kim loại thì ta chỉ cần tìm khối lượng mol của nó. Trường hợp không tìm được trực tiếp khối lượng mol thì ta tìm giới hạn khối lượng mol.
 - Nếu đề chưa cho biết hóa trị của kim loại thì ta tìm giá trị của biểu thức (M là khối lượng mol của kim loại, n là hóa trị của nó). Lần lượt xét các giá trị n= 1; 2; 3 để tìm M.
● Tìm 2 kim loại
 - Phương pháp hay được sử dụng là phương pháp trung bình : Thay 2 kim loại bằng 1 kim loại có khối lượng mol trung bình là . Dựa vào giả thiết và tính chất của giá trị trung bình (M1<<M2, M1, M2 là khối lượng mol của hai kim loại) để suy ra hai kim loại.
►Các ví dụ minh họa◄
Ví dụ 1: Cho a gam kim loại M tan hết vào H2O thu được dung dịch có khối lượng lớn hơn khối lượng H2O ban đầu là 0,95a gam. Xác định kim loại M.
Hướng dẫn giải
 Phương trình phản ứng :
	2M + 2nH2O 2M(OH)n + nH2	(1)
mol: 
 Khối lượng dung dịch tăng = 
 Theo (1) ta thấy : = 0,025a 
 Vậy kim loại M là Ca.
Ví dụ 2: Cho 1,9 gam hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat của kim loại kiềm M tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), sinh ra 0,448 lít khí (ở đktc). Xác định kim loại M.
Hướng dẫn giải
 Công thức muối cacbonat và hiđrocacbonat của kim loại kiềm M là M2CO3 và MHCO3.
 Phương trình phản ứng hóa học :
 	M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O
	MHCO3 + HCl MCl + CO2 + H2O
 Theo các phản ứng ta thấy: Tổng số mol hỗn hợp muối = số mol của CO2 = 0,02 mol.
 Gọi khối lượng mol trung bình của hai muối là , ta có: M + 61 < < 2M + 60 (*)
 Mặt khác = = 95 (**)
 Kết hợp giữa (*) và (**) 17,5 < M < 34 Kim loại M là Na. 
Ví dụ 3: A là hỗn hợp 2 kim loại kiềm X và Y thuộc 2 chu kì kế tiếp. Nếu cho A tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thì thu được a gam 2 muối, còn nếu cho A tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 thì thu được 1,1807a gam 2 muối. Xác định X và Y.
Hướng dẫn giải
 Đặt công thức chung của hai kim loại kiềm là R, khối lượng mol trung bình của chúng là .
 Chọn số mol của R tham gia phản ứng là 1 mol.
 Phương trình phản ứng :
	2R + 2HCl 2RCl + H2	(1)
mol: 1 1
	2R + H2SO4 R2SO4 + H2	(2)
mol: 1 0,5
 Khối lượng của muối clorua là : (+35,5) = a. 	(3) 
 Khối lượng muối sunfat là : 0,5.(2+96) =1,1807a. 	(4)
 Từ (3) và (4) ta có =33,67.
 Nhận xét : MNa < < MK Þ X và Y là Na và K.
Ví dụ 4: X là kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II (hay nhóm IIA). Cho 1,7 gam hỗn hợp gồm kim loại X và Zn tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, sinh ra 0,672 lít khí H2 (đktc). Mặt khác, khi cho 1,9 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng, thì thể tích khí hiđro sinh ra chưa đến 1,12 lít (đktc). Xác định kim loại X.
Hướng dẫn giải
 Đặt công thức chung của hai kim loại X và Zn là R.
 Phương trình phản ứng :
	R + 2HCl RCl2 + H2	(1)
mol: 0,03 0,03
 Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp là : 
 Phản ứng của X với dung dịch H2SO4 loãng : 
 	X + H2SO4 XSO4 + H2	(2)
mol: < 0,05 < 0,05
 Theo (2) và giả thiết ta suy ra 
 Từ (*) và (**) ta suy ra X là Ca.
Ví dụ 5: Cho 3,6 gam hỗn hợp X gồm K và một kim loại kiềm M tác dụng vừa hết với nước, thu được 2,24 lít H2 ở 0,5 atm và 0oC. Biết số mol kim loại M trong hỗn hợp lớn hơn 10% tổng số mol 2 kim loại. Xác định kim loại M.
Hướng dẫn giải
 Gọi khối lượng mol trung bình của hai kim loại kiềm là .
 Phương trình phản ứng : 
	2K + 2H2O ® 2KOH + H2 	(1)
2M + 2H2O ® 2MOH + H2 	(2)
 Theo các phản ứng ta thấy : mol Þ == 36 gam/mol.
 Vì MM Þ M có thể là Na hoặc Li.
 Giả sử trong hỗn hợp M chiếm 10% về số mol, ta có :
 Trên thực tế trong hỗn hợp M chiếm hơn 10% về số mol nên số mol của nó lớn hơn 0,01, số mol K nhỏ hơn 0,09. Vậy từ (*) suy ra M >9 Þ M là Na. 
Ví dụ 6: Hòa tan hết 46 gam hỗn hợp gồm Ba và hai kim loại kiềm A, B thuộc hai chu kì kế tiếp vào nước, thu được dung dịch D và 11,2 lít khí đo ở đktc. Nếu thêm 0,18 mol Na2SO4 vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng vẫn chưa kết tủa hết bari. Nếu thêm 0,21 mol Na2SO4 vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng còn dư Na2SO4. Xác định tên hai kim loại kiềm.
Hướng dẫn giải
 Gọi kí hiệu chung của hai kim loại kiềm là M, khối lượng mol là .
 Gọi số mol trong 46 gam hỗn hợp đầu: 
 Các phương trình phản ứng:
2M + 2H2O 2MOH + H2	(1)
mol: a a 0,5a
Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2	(2)
mol: b b b
 Số mol H2 = 0,5 mol nên : 0,5a + b = 0,5 	(3)
 Khi cho dung dịch thu được tác dụng với dung dịch Na2SO4:
Ba(OH)2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaOH	(4)
 Khi thêm 0,18 mol Na2SO4, trong dung dịch còn dư Ba(OH)2 nên b > 0,18.
 Khi thêm 0,21 mol Na2SO4, trong dung dịch còn dư Na2SO4 nên b < 0,21.
 Mặt khác : a + 137b = 46. 	(5)
 Kết hợp (3), (5) ta có : .
 Mặt khác : 0,18 < b < 0,21 29,7 < < 33,34. 
 Khối lượng mol trung bình của 2 kim loại kiềm liên tiếp là : 29,7 < < 33,34. Hai kim loại đó là Na (Na = 23) và K ( K = 39).
Ví dụ 7: Có 5,56 gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hóa trị n). Chia A làm hai phần bằng nhau: 
 Phần 1 : Hòa tan hết trong dung dịch HCl được 1,568 lít khí H2. 
 Phần 2 : Hòa tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 2,016 lít khí SO2. 
Viết các phương trình phản ứng và xác định tên kim loại M. Các khí đo ở đktc.
Hướng dẫn giải
 Gọi số mol trong mỗi phần: = x mol; = y mol.
● Phần 1: 
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
mol: x x
2M + 2nHCl 2MCln + nH2
mol: y 0,5ny
Số mol H2 = 0,07 nên x + 0,5ny = 0,07.
● Phần 2: 
2Fe + 6H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
mol: x 1,5x
2M + 2nH2SO4 (đặc) M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O
mol: y 0,5nx
 Số mol SO2 = 0,09 nên 1,5x + 0,5ny = 0,09. Vậy x = 0,04 và ny = 0,06.
 Mặt khác : 56x + My = 2,78 nên My = 0,54. Vậy hay M = 9n.
 Ta lập bảng sau:
n
1
2
3
M
9 (loại)
18 (loại)
27 (nhận)
 Vậy M là Al. 
C. BÀI TẬP TỰ LUẬN
I. Bài tập lý thuyết
Câu 1: Chọn các từ và cụm từ thích hợp cho sẵn để điền vào chỗ trống trong các câu sau :
 Bảng hệ thống tuần hoàn (HTTH) do nhà bác học Nga Men-de-le-ep phát minh vào năm 1869, đã có vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển của hoá học và các ngành khoa học khác. Khi biết vị trí của một nguyên tố hoá học trong bảng HTTH ta có thể suy ra số lượng..........(1)........và .........(2)..........trong hạt nhân, ...........(3)..........nguyên tử và số............(4)...........ngoài cùng. Từ đó có thể suy ra .........(5)........hoá học cơ bản của nó.
a. proton	b. nơtron	c. electron	
d. tính chất	e. số hiệu	f. hạt nhân
 Thứ tự điền từ: 1 .........; 2.............; 3...........; 4.........; 5..........
Câu 2: Khi biết cấu hình lớp electron ngoài cùng của nguyên tử một nguyên tố nhóm A, ta có thể biết được các thông tin sau đây không ? Giải thích ?
 1. Tính chất hóa học cơ bản	2. Cấu hình electron 
 3. Vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn	4. Công thức oxit cao nhất
 5. Kí hiệu nguyên tử	6. Công thức hợp chất với hiđro
Câu 3: Cấu hình electron của nguyên tố X là 1s22s22p63s23p5, số nơtron trong hạt nhân là 18. Hãy điền đầy đủ thông tin cho sẵn vào các khoảng trống trong đoạn văn sau: Nguyên tố X thuộc chu kì ...(1).......,nhóm........(2)......Nguyên tố X là một.......(3)......có kí hiệu hoá học là...(4)....Trong các phản ứng hoá học, đơn chất X thể hiện tính...(5)..mạnh.
a. VIIA	b. 3	 c. 	d. phi kim	e. oxi hoá 	f. khử
 Thứ tự điền từ là: 1..........; 2.............; 3..............;4...........; 5........
Câu 4: Cấu tạo các lớp electron của nguyên tử các nguyên tố A, B, C, D, E như sau :
A: 2/2 B: 2/8/8/2 C: 2/7 D: 2/8/7 E: 2 
1. Xác định vị trí của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn.
2. Nguyên tố nào có tính kim loại mạnh nhất? Phi kim mạnh nhất ? Nguyên tố nào kém hoạt động nhất ? Giải thích ?
Câu 5: Cho biết cấu hình electron của A: 1s22s22p63s2, của B: 1s22s22p63s23p64s2. Xác định vị trí (số thứ tự, chu kì, phân nhóm) của A, B trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học. A, B là những nguyên tố gì ? Viết phương trình phản ứng của A, B với nước ở điều kiện thường (nếu có). 
(Đại học Thương mại - 2001)
Câu 6: Các nguyên tố A, B, C có cấu hình electron ở lớp ngoài cùng lần lượt là 3s23p1, 3s23p4, 2s22p2. 
 a. Hãy xác định vị trí (số thứ tự, chu kì, phân nhóm) và tên của A, B, C.
 b. Viết các phương trình phản ứng khi cho A lần lượt tác dụng với B và C ở nhiệt độ cao. Gọi tên sản phẩm tạo thành. 
(Đại học Sư phạm Quy Nhơn -1999)
Câu 7: Viết cấu hình electron của các nguyên tử của các nguyên tố có Z=20 và Z=35. Hãy cho biết vị trí của từng nguyên tố trong bảng tuần hoàn và dự đoán xem nguyên tố đó là kim loại hay phi kim ?
(Đại học Mỏ địa chất - 1998)
Câu 8: Số thứ tự của nguyên tố A là 8, nguyên tố B là 17, nguyên tố C là 19. Viết cấu hình electron của chúng và cho biết chúng thuộc chu kì nào, nhóm nào ? 
(Đại học An ninh -1999)
Câu 9: Cho nguyên tố A có Z = 16. 
 a. Xác định vị trí của A trong bảng tuần hoàn.
 b. A là kim loại hay phi kim? Giải thích.
 c. A vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử. Viết phương trình phản ứng minh hoạ. 
(Đại học Quốc gia TPHCM - 1999)
Câu 10: Cho hai nguyên tố A và B có số hiệu nguyên tử lần lượt là 11 và 13.
a. Viết cấu hình electron và cho biết vị trí của chúng trong bảng hệ thống tuần hoàn (số thứ tự, chu kì, nhóm).
b. A có khả năng tạo ra ion A+ và B tạo ra ion B3+. Hãy so sánh bán kính của A với A+ ; B với B3+ và A với B. Giải thích. 
(Đại học Huế - 2001) 
Câu 11: Nguyên tố A không phải là khí hiếm, nguyên tử có phân lớp electron ngoài cùng là 4p. Nguyên tử của nguyên tố B có phân lớp electron ngoài cùng là 4s.
 a. Nguyên tố nào là kim loại? là phi kim?
 b. Xác định cấu hình electron của A và B, biết tổng số electron của hai phân lớp ngoài cùng của A và B bằng 7. 
(Đại học Y dược TPHCM -1999)
Câu 12: 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 :
 1. Tính chất đặc trưng.
 2. Công thức oxit. Oxit đó là oxit axit hay oxit bazơ?
Câu 13: Nguyên tử của nguyên tố R có phân mức năng lượng cao nhất là 4s2.
 1. Viết cấu hình electron của nguyên tử R 
 2. Vị trí trong bảng tuần hoàn. 
 3. Viết các phương trình hóa học xảy ra khi cho:
R + H2O hiđroxit + H2	
Oxit của R + H2O 
Muối cacbonat của R + HCl	
Hiđroxit của R + Na2CO3 
Câu 14: 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.
1. Xác định vị trí của A, M, X trong bảng tuần hoàn và cho biết tên của chúng.
2. Hoàn thành các phương trình hóa học theo sơ đồ sau:
A(OH)m + MXy 	 A1 + ...
A1 + A(OH)m 	 A2 (tan) + ...
A2 + HX + H2O A1 + ...
A1 + HX 	 A3 (tan) + ...
 Trong đó M, A, X là các nguyên tố tìm thấy ở ý 1.
Câu 15: Cation M+ có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng là 2p6.
 a. Viết cấu hình electron và trình bày sự phân bố electron trên các obitan (các ô vuông lượng tử) của nguyên tử M.
 b. Cho biết vị trí của M trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Gọi tên của M.
 c. Anion X- và nguyên tử Y có cấu hình electron giống của cation M+. X, Y là những nguyên tố nào? 
(Đại học Quốc gia Hà Nội -1998)
Câu 16: Cation R3+ có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 2p6.
 - Viết cấu hình electron của R và cho biết vị trí của nó trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Viết công thức cấu tạo của oxit, bazơ và muối sunfat của R.
 - Anion X2- cũng có cấu hình electron giống R3+. Cho biết X là nguyên tố nào? Viết cấu hình electron của X.
 - Nêu tính chất hoá học đặc trưng nhất của R và X. Cho ví dụ minh hoạ. 
(Cao đẳng Sư phạm Bắc Giang - 1999)
Câu 17: 
 a. Viết cấu hình electron và sơ đồ phân bố electron theo obitan của Ca và Ca2+. Từ đó hãy cho biết vị trí của Ca trong bảng tuần hoàn (chu kì, nhóm).
 b. Hãy giải thích tính oxi hoá - khử của Ca và Ca2+ khi tham gia các phản ứng hoá học. Viết phương trình phản ứng để minh hoạ. 
(Đại học Thăng Long -1999)
Câu 18: Ion M3+ có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s23p63d5. 
 1. Xác định vị trí (số thứ tự, chu kỳ, nhóm) của M trong bảng tuần hoàn. Cho biết M là kim loại gì?
 2. 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. 
Câu 19: Chọn các từ và cụm từ thích hợp, cho sẵn để điền vào chỗ trống trong các câu sau :
 (A) Tính axit - bazơ của các oxit và hiđroxit biến đổi...........(1)............. theo chiều tăng của điện tích hạt nhân.
 (B) Trong một chu kỳ tính kim loại của các nguyên tố hoá học............(2)..............tính phi kim...........(3)..............theo chiều tăng của điện tích hạt nhân.
 (C) Độ âm điện đặc trưng cho khả năng...........(4).............của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử.
 (D) Nguyên tử có độ âm điện lớn nhất là..........(5)........., nguyên tử có độ âm điện nhỏ nhất là............(6)...........
 (E) Số obitan nguyên tử (AO) trong một phân lớp s là ....(7)....., trong một phân lớp p là ......(8)....., trong một phân lớp d là ...(9)...., trong một phân lớp f là .....(10)....., 
a. F	b. Fr	 c. 1	 d. 3	 e. 5	
f. 7	g. tăng dần	 h. giảm dần	 i. tuần hoàn. k. hút electron
 Thứ tự điền từ là:
 	1............; 2.............; 3..........;4.........; 5............; 
 	6....; 7..........;8..........;9.........;10................
Câu 20: Hãy giải thích tại sao :
 1. Trong một chu kì, bán kính nguyên tử giảm dần theo chiều từ trá