Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Các dạng bài toán xác định 2 nguyên tố thuộc 2 nhóm A liên tiếp (50 bài tập minh họa) hay, chi tiết nhất, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức, từ đó học tốt môn Hóa học 10.

Phương pháp giải Các dạng bài toán xác định 2 nguyên tố thuộc 2 nhóm A liên tiếp (50 bài tập minh họa)

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

- Giả sử Z_A < Z_B

     + Trường hợp 1: Hai nguyên tố cùng thuộc chu kì ⇒ Z_B = Z_A + 1

     + Trường hợp 2: Hai nguyên tố khác chu kì:

- Từ tổng Z của hai nguyên tố A và B → Z− = Z/2 → Z_A < Z− < Z_B

- Từ đó giới hạn các khả năng có thể xảy ra đối với A (hay B) đồng thời kết hợp giả thiết để chọn nghiệm phù hợp.

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. 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.

c) Viết công thức hợp chất oxit cao nhất của X và Y.

Hướng dẫn:

a) Viết cấu hình electron

Vì X và Y đứng kế tiếp khác nhau trong cùng một chu kì nên hạt nhân của chúng chỉ khác nhau 1 đơn vị.

Giả sử Z_X < Z_Y ⇒ Z_Y = Z_X + 1

Theo đề bài, ta có: Z_X + Z_Y = Z_X + Z_X + 1 = 25

⇒ Z_X = 12 và Z_Y = 13

Cấu hình electron cùa X: ls²2s²2p⁶3s²: Magie (Mg)

Cấu hình electron của Y: ls²2s²2p⁶3s²3p¹: Nhôm (Al)

b) Vị trí

- Đối với nguyên tử X:

     + X thuộc chu kì 3 vì có 3 lớp electron.

     + X thuộc phần nhóm IIA vì có 2 electron ở lớp ngoài cùng

⇒ X là kim loại.

     + X thuộc ô thứ 12 vì (Z = 12)

- Đối với nguyên tử Y;

     + Y thuộc chu kì 3 vì có 3 electron.

     + Y thuộc phân nhóm IIIA vì có 3 electron ở lớp ngoài cùng

⇒ Y là kim loại.

c) Công thức hợp chất oxit cao nhất của X, Y lần lượt là: MgO và Al₂O₃

Ví dụ 2. 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. Viết cấu hình electron nguyên tử của A, B.

Hướng dẫn:

A và B ở hai nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn, B thuộc nhóm VA

⇒ A thuộc nhóm IVA hoặc nhóm VIA.

Theo bài:

⇒ 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.

TH1: B thuộc chu kỳ 2 ⇒ Z_B = 7 (nitơ).

         Vậy Z_A = 23 - 7 = 16 (lưu huỳnh).

Trường hợp này thỏa mãn vì ở trạng thái đơn chất nitơ không phản ứng với lưu huỳnh.

TH2: B thuộc chu kỳ 3 ⇒ Z_B = 15 (phopho).

         Vậy Z_A = 23 - 15 = 8 (oxi).

Trường hợp này không thỏa mãn vì ở trạng thái đơn chất oxi phản ứng với phopho.

⇒ Cấu hình electron của A và B là: A: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ và B: 1s²2s²2p³

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Hai nguyên tố A và B ở hai phân nhóm chính liên tiếp trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hốa học. Tống số hiệu nguyên tử của A và B là 31. Xác định số hiệu nguyên tử, viết cấu hình electron của các nguyên tử của A và B. Nêu tính chất đặc trưng của mỗi nguyên tố. Viết cấu hình electron của các ion tạo thành

Lời giải:

Đáp án:

Giả sử nguyên tố A có số hiệu nguyên tử lớn hơn nguyên tố B.

Ta có: P_A + P_B = 31; có các trường hợp có thể xảy ra A và B thuộc hai phân nhóm chính liên tiếp (nhóm A liên tiếp):

TH1. A, B thuộc cùng một chu kì: P_B – P_A = 1 ⇒ P_A = 15; P_B = 16.

Cấu hình electron của các nguyên tử A và B lần lượt là: ls²2s²2p⁶3s²3p³ và ls²2s²2p⁶3s²3p⁴.

A thuộc ô 15, chu kì 3, nhóm VA

B thuộc ô 16, chu kì 3, nhóm VIA.

Cả A và B đều là phi kim nên đều có tính oxi hóa:

A + 3e → A^3-       B + 2e → B^2-

TH2. A, B không thuộc cùng một chu kì và A thuộc nhóm sau nhóm của B (P_A > P_B): P_B - P_A = 7 ⇒ P_A = 12; P_B = 19.

Cấu hình electron thuộc các nguyên tử A và B lần lượt là: ls²2s²2p⁶3s² và ls²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹.

A thuộc ô 12, chu kì 3, nhóm IIA

B thuộc ô 19, chu kì 4, nhóm IA, A và B đều là kim loại:

A → A⁺ + e       B → B²⁺ + 2e

TH3. A, B không thuộc cùng một chu kì và A thuộc nhóm trước của B (P_A < P_B)

P_B - P_A = 9 ⇒ P_A = 11; P_B = 20.

Cấu hình electron của các nguyên tố A và B lần lượt là: ls²2s²2p⁶3s1 và ls²2s²2p⁶3s²3p⁶4s².

A thuộc ô 11, chu kì 3, nhóm IA

B thuộc ô 19, chu kì 4, nhóm IIA. A và B đều là kim loại:

A → A⁺ + e       B → B²⁺ + 2e

Câu 2. Hai nguyên tố A, B đứng kế tiếp nhau trong cùng một chu kì của bảng tuần hoàn có tổng số đơn vị điện tích hạt nhân là 25.Viết cấu hình electron để xác định hai nguyên tố A và B thuộc chu kì nào, nhóm nào.

Lời giải:

Đáp án:

Gọi số điện tích hạt nhân của nguyên tố A và B lần lượt là Z_A, Z_B.

Giả sử Z_A < Z_B.

Theo đề bài, số điện tích hạt nhân của nguyên tố B là Z_B = Z_A + 1

Nên: Z_A + Z_B = 2Z_A + 1 = 25 → Z_A = 12, Z_B = 13

Cấu hình nguyên tử:

A (Z = 12): 1s²2s²2p⁶3s² Nguyên tố A thuộc nhóm IIA, chu kì 3.

B (Z = 13): 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ Nguyên tố B thuộc nhóm IIIA, chu kì 3.

A và B thuộc cùng chu kì.

Câu 3. X, Y, Z là ba kim loại liên tiếp nhau trong một chu kì. Tổng số khối của chúng là 74. Xác định X, Y, Z.

Lời giải:

Đáp án:

Vì ba kim loại liên tiếp nhau trong một chu kì nên số proton của X, Y, Z lần lượt là p, p + 1, p + 2.

Tổng số proton của kim loại là: p + (p + 1) + (p + 2) = 3p + 3.

Ta có: 3p + 3 + (n₁ + n₂ + n₃)= 74

3p + 3 ≤ n₁ + n₂ + n₃ ≤ 1,5(3p + 3) ⇒ 8,8 ≤ p ≤ 11,3

Vì X, Y, Z là kim loại, nên ta nhận p = 11 là kim loại Na.

Ba kim loại liên tiếp trong một chu kì nên X, Y, Z là Na, Mg, Al.

Câu 4. Phân tử X₂Y có tổng số proton là 23. Biết X, Y ở hai nhóm (A) liên tiếp trong cùng một chu kì. Dựa vào cấu hình electron các nguyên tử X, Y. Tìm công thức phân tử và gọi tên hợp chất X₂Y.

Lời giải:

Đáp án:

Đặt số proton của X, Y là Z_X và Z_Y Ta có: 2Z_X + Z_Y = 23 (*)

+ Nếu X trước Y thì Z_Y = Z_X + 1

(*) ⇒ 2Z_X + Z_X + 1 = 23 ⇒ Z_X = 22/3 = 7,3 (vô lí)

+ Nếu Y trước X thì Z_X = Z_Y + 1

(*) ⇒ 2(Z_Y + 1) + Z_Y = 23 ⇔ 3Z_Y = 21

Vậy: Z_Y = 7 ⇒ Y là N

Z_X = 8 ⇒ X là O

Công thức X₂Y là NO₂.

Câu 5. X và Y là hai nguyên tố 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.

Lời giải:

Đáp án:

Vì nên x và Y là những nguyên tố thuộc chu kì nhỏ.

X và Y là 2 nguyên tố thuộc 2 nhóm kế tiếp

⇒ Số proton của X và Y hơn kém nhau 1 hoặc 7 hoặc 9.

Ta xét từng trường hợp:

TH1: Nếu p_X - p_Y = 1 ⇒ p_X = 12(Mg), p_Y = 11(Na)

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

TH2: Nếu p_X - p_Y = 7 ⇒ p_X = 15(P), p_Y = 8(O)

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

TH3: Nếu p_X - p_Y = 9 ⇒ p_X = 16(S), p_Y = 7(N)

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

Vậy X là P.