Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học - phân loại, thuộc tính và xu hướng

Con người đã biết đến các nguyên tố như carbon và vàng từ thời xa xưa. Các nguyên tố không thể thay đổi bằng bất kỳ phương pháp hóa học nào. Mỗi nguyên tố có một số proton duy nhất. Nếu bạn kiểm tra các mẫu sắt và bạc, bạn không thể biết nguyên tử đó có bao nhiêu proton. Tuy nhhiene, bạn có thể phân biệt các phần từ vì chúng có các thuộc tính khác nhau. Bạn có thể nhận thấy có nhiều điểm tương đồng giữa sắt và bạc hơn là giữa sắt và oxy. Có cách nào để sắp xếp các phần tử để bạn có thể nhanh chóng biết được nguyên tố nào có các đặc tính tương tự hay không?

Bảng tuần hoàn là gì?

Dimitri Mendeleev là nhà khoa học đầu tiên tạo ra bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học tương tự như bảng chúng ta sử dụng ngày nay. Bạn có thể xem bảng gốc của Mendeleev (1869). Bảng này cho thấy rằng khi các nguyên tố được sắp xếp theo trọng lượng nguyên tử tăng dần, một khuôn mẫu xuất hiện trong đó các tính chất của các nguyên tố được lặp lại theo chu kỳ. Bảng tuần hoàn này là một biểu đồ nhóm các nguyên tố theo tính chất tương tự của chúng.

Tại sao bảng tuần hoàn được tạo ra?

Bạn nghĩ tại sao Mendeleev đã lập được bảng tuần hoàn? Nhiều nguyên tố vẫn chưa được khám phá vào thời Mendeleev. Bảng tuần hoàn giúp dự đoán tính chất của các nguyên tố mới.

So sánh bảng tuần hoàn hiện đại với bảng Mendeleev. Bạn để ý những gì? Bảng của Mendeleev không có nhiều nguyên tố phải không? Ông có những dấu chấm hỏi và khoảng trống giữa các nguyên tố, nơi ông dự đoán những nguyên tố chưa được khám phá sẽ phù hợp.

Các nguyên tố hóa học mới

Hãy nhớ rằng việc hay đổi số lượng proton sẽ thay đổi số nguyên tử, tức là số nguyên tố. Khi bạn nhìn vào bảng tuần hoàn hiện đại, bạn có thấy bất kỳ số nguyên tử nào bị bỏ qua có thể là những nguyên tố chưa được khám phá không? Các nguyên tố mới ngày nay không được phát hiện. Chúng được tạo ra. Bạn vẫn có thể sử dụng bảng tuần hoàn để dự đoán tính chất của những nguyên tố mới này.

Thuộc tính và xu hướng

Bảng tuần hoàn giúp dự đoán một số tính chất của các nguyên tố so với nhau. Kích thước nguyên tử giảm khi bạn di chuyển từ trái sang phải trên bảng và tăng khi bạn di chuyển xuống trong một cột. Năng lượng cần thiết để loại bỏ một electron khỏi nguyên tử tăng lên khi bạn di chuyển từ trái sang phải và giảm khi bạn di chuyển xuống trong một cột. Khả năng hình thành liên kết hóa học tăng lên khi di chuyển từ trái sang phải và giảm đi khi bạn di chuyển xuống dưới trong một cột.

Bảng tuần hoàn hiện đại

Sự khác biệt quan trong giữa bảng của Mendeleev và bảng ngày nay là bảng hiện đại được tổ chức bằng cách tăng số nguyên tử chứ không tăng trọng lượng nguyên tử. Tại sao bảng được thay đổi? Năm 1914, Henry moselay biết được bằng thực nghiệm bạn có thể xác định số nguyên tử của các nguyên tố. Trước đó, số nguyên tử chỉ là thứ tự của các nguyên tố dựa trên trọng lượng nguyên tử tăng dần. Một khi số nguyên tử có ý nghĩa, bảng tuần hoàn phải được tổ chức lại.

Nhóm và chu kỳ trong bảng tuần hoàn

Các nguyên tố trong bảng tuần hoàn được sắp xếp theo chu kỳ (hàng) và nhóm (cột). Số nguyên tử tăng lên khi bạn di chuyển qua một hàng hoặc một chu kỳ.

Chu kỳ

Hàng của các nguyên tố được gọi là chu kỳ. Số chu kỳ của một nguyên tố biểu thị mức năng lượng không bị kích thích cao nhất đối với một electron trong nguyên tố đó. Số lượng nguyên tố trong một chu kỳ tăng lên khi bạn di chuyển xuống bảng tuần hoàn vì có nhiều cấp độ con hơn trên mỗi cấp độ khi mức năng lượng của nguyên tử tăng lên.

Các nhóm

Cột của các nguyên tố giúp xác định các nhóm nguyên tố. Các phần tử trong một nhóm sẽ có chung một số thuộc tính. Nhóm là những nguyên tố có cùng cách sắp xếp electron lớp ngoài cùng. Các electron bên ngoài được gọi là electron hóa trị. Bởi vì chúng có cùng số electron hóa trị nên các nguyên tố trong cùng một nhóm có chung tính chất hóa học. Các chữ số la mã liệt kê phía trên mỗi nhóm là số electron hóa trị thông thường. Ví dụ, một nguyên tố nhóm VA sẽ có 5 electron hóa trị.

Các nguyên tố chính và chuyển tiếp

Có hai nhóm nguyên tố. Các phần tử nhóm A được gọi là nguyên tố chính. Các phần tử nhóm B là các nguyên tố chuyển tiếp.

Ô nguyên tố là gì?

Mỗi ô vuông trên bảng tuần hoàn cung cấp thông tin về một nguyên tố. Trên nhiều bảng tuần hoàn được in, bạn có thể tìm thấy hý hiệu, số nguyên tử và trọng lượng nguyên tử của một nguyên tố.

Yếu tố phân loại

Các yếu tố phân loại theo tính chất của chúng. Các loại nguyên tố chính là kim loại, á kim và phi kim.

Kim loại

Bạn nhìn thấy kim loại mỗi ngày. Lá nhôm là một kim loại. Vàng và bạc là kim loại. Nếu ai đó hỏi bạn một nguyên tố là kim loại hay kim loại chuyển tiếp hay phi kim và bạn không biết câu trả lời, hãy đoán rằng đó là kim loại.

Tính chất đặc trưng của kim loại là gì?

Kim loại có chúng một số tính chất. Chúng sáng bóng, dễ uốn (có thể dùng búa đập) và là chất dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Những đặc tính này là kết quả của khả năng di chuyển dễ dàng các electron ở lớp vỏ ngoài của nguyên tử kim loại.

Kim loại là gì?

Hầu hết các nguyên tố kim loại. Có rất nhiều kim loại và chúng được chia thành các nhóm: kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và kim loại chuyển tiếp. Các kim loại chuyển tiếp có thể được chia thành các nhóm nhỏ hơn, chẳng hạn như nhóm lanthanide và actinide.

Nhóm 1: kim loại kiềm

Các kim loại kiềm nằm trong nhóm IA (cột đầu tiên) của bảng tuần hoàn. Natri và kali là ví dụ về những nguyên tố này. Kim loại kiềm tạo thành muối và nhiều hợp chất khác. Các nguyên tố này ít đậm đặc hơn các kim loại khác, tạo thành các ion có điện tích +1 và có kích thước nguyên tử lớn nhất trong các chu kỳ của chúng. Kim loại kiềm có tính phản ứng cao.

Nhóm 2: kim loại kiềm thổ

Các loại đất kiềm nằm trong nhóm IIA(cột thứ hai) của bảng tuần hoàn. Canxi và magie là những ví dụ về kiềm thổ. Những kim loại này tạo thành nhiều hợp chất. Chúng có các ion điện tích +2. Nguyên tử của chúng nhỏ hơn nguyên tử của kim loại kiềm.

Nhóm 3-12: kim loại chuyển tiếp

Các nguyên tố chuyển tiếp nằm trong nhóm IB đến VIIIB. Sắt và vàng là những ví dụ về kim loại chuyển tiếp. Những nguyên tố này rất cứng, có điểm nóng chảy và điểm sôi cao. Các kim loại chuyển tiếp là chất dẫn điện tốt và rất dễ uốn. Chúng tạo thành các ion tích điện dương.

Các kim loại chuyển tiếp bao gồm hầu hết các nguyên tố nên chúng có thể được phân loại thành các nhóm nhỏ hơn. Các nguyên tố nhón Lantan và Actinide là các nhóm nguyên tố chuyển tiếp. Một cách khác để nhóm các kim loại chuyển tiếp là thành các bộ ba, là những kim loại có tính chất rất giống nhau, thường được tìm thấy cùng nhau.

Nhóm Lantan

Khi nhìn vào bảng tuần hoàn, bạn sẽ thấy có một khối gồm hai hàng phần tử bên dưới phần chính của bảng. Hàng trên cùng có số nguyên tử theo sau lanthanum. Những nguyên tố này được gọi là lanthanides. Nhóm Lantan là kim loại bạc dễ bị xỉn màu. Chúng là những kim loại tương đối mềm, có nhiệt độ nóng chảy và sôi cao. Các nguyên tố nhóm Lantan phản ứng tạo thành nhiều hợp chất khác nhau. Những nguyên tố này được sử dụng trong đèn, nâm châm, tia laser và để cải thiện tính chất của các kim loại khác.

Nhóm Actinide

Các Actinide nằm ở hàng bên dưới nhóm lanthanide. Số nguyên tử của chúng theo Actinium. Tất cả các Actinide đều có tính phóng xạ, với các ion tích điện dương. Chúng là những kim loại phản ứng tạo thành hợp chất với hầu hết các phi kim. Actinide được sử dụng trong y học và thiết bị hạt nhân.

Nhóm 13-15: không phải tất cả kim loại

Nhóm 13-15 bao gồm một số kim loại, một số kim loại chuyển tiếp và một số phi kim. Tại sao các nhóm này được trộn lẫn? Sự chuyển đổi từ kim loại sang phi kim là dần dần. Mặc dù các phần tử này không đủ giống nhau để có các nhóm được chứa trong các cột đơn lẻ nhưng chúng có chung một số thuộc tính. Bạn có thể dự đoán cần bao nhiêu electron để hoàn thành lớp vỏ electron. Các kim loại trong các nhóm này được gọi là kim loại cơ bạn.

Phi kim và á kim

Những nguyên tố không có tính chất của kim loại được gọi là phi kim. Một số nguyên tố có một số, nhưng không phải tất cả các tính chất của kim loại. Những nguyên tố này được gọi là á kim.

Tính chất đặc trưng của phi kim là gì?

Phi kim là chất dẫn nhiệt và điện kém. Phi kim rắn giòn và thiếu ánh kim loại. Hầu hết các phi kim đều dễ dàng nhận được electron. Các phi kim nằm ở phía trên bên phải của bảng tuần hoàn, được ngăn cách với kim loại bằng một đường cắt chéo qua bảng tuần hoàn. Các phi kim có thể được chia thành các loại nguyên tố có tính chất tương tự nhau. Các halogen và khí hiếm là hai nhóm phi kim.

Nhóm 17: Halogen

Các halogen nằm trong nhóm VIIA của bảng tuần hoàn. Ví dụ về halogen là clo và iot. Bạn tìm thấy những nguyên tố này trong chất tẩy trắng, chất khử trùng và muối. Những phi kim này tạo thành các ion có điện tích -1. Tính chất vật lý của các halogen khác nhau. Các halogen có tính phản ứng cao.

Nhóm 18: Khí hiếm

Các khí hiếm nằm trong nhóm VIII của bảng tuần hoàn. Helium và neon là những ví dụ về khí hiếm. Những nguyên tố này được sử dụng để tạo ra các bảng hiệu chiếu sáng, chất làm lạnh và tia laser. Các khí hiếm không phản ứng. Điều này là do chúng ít có xu hướng nhận hoặc mất electron.

Hydro

Hydro có một điện tích dương, giống như kim loại kiềm, nhưng ở nhiệt độ phòng, nó là chất khí không hoạt động giống kim loại. Vì vậy, hydro thường được dán nhãn là phi kim.

Các tính chất của kim loại chuyển tiếp?

Các nguyên tố có một số tính chất cua rkim loại và một số tính chất của phi kim được gọi là các kim loại chuyển tiếp. Điểm sôi, điểm nóng chảy và mật độ của các kim loại chuyển tiếp là khác nhau. Các kim loại chuyển tiếp tạo ra chất bán dẫn tốt. Các kim loại chuyển tiếp nằm dọc theo đường chéo giữa kim loại và phi kim trong bảng tuần hoàn.