Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Các dạng bài toán xác định tên nguyên tố dựa vào đặc điểm chu kì, nhóm (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 tên nguyên tố dựa vào đặc điểm chu kì, nhóm (50 bài tập minh họa)

Lý thuyết và Phương pháp giải

Cần nhớ:

- Tổng số hiệu nguyên tử 4 < Z_T < 32 thì A, B sẽ thuộc các chu kỳ nhỏ hay Z_A - Z_B = 8.

- Nếu Z_T > 32 thì ta phải xét cả 3 trường hợp:

       + A là H.

       + A và B cách nhau 8 đơn vị.

       + A và B cách nhau 18 đơn vị.

Do hai nguyên tố thuộc cùng một nhóm nên tính chất tương tự nhau, vì vậy với những bài toán liên quan đến hỗn hợp phản ứng ta thay hỗn hợp bằng một công thức chung, sau đó tìm M− rồi chọn hau nguyên tố thuộc hau chu kì của cùng nhóm sao cho:

M_A < M− < M_B (M_A < M_B)

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: 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:

Theo bài ra, tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử của A và B bằng 32 nên Z_A + Z_B = 32.

Trường hợp 1: Z_B - Z_A = 8. Ta tìm được Z_A = 12; Z_B = 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: Z_B - Z_A = 18. Ta tìm được Z_A = 7; D = 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 2. Cho 8,8 gam một hỗn hợp hai kim loại nằm ở hai chu kì liên tiếp nhau và thuộc nhóm IIIA, tác dụng với HCl dư thì thu được 6,72 lít khí hidro (đktc). Dựa vào bảng tuần hoàn cho biết tên hai kim loại đó.

Hướng dẫn:

Kí hiệu hai kim loại nhóm IIIA là M, nguyên tử khối trung bình là M−

Phương trình hóa học có dạng: 2M + HCl → 2MCl₂ + 3H₂

n_H2 = 6,72/22,4 = 0,3 (mol)

n_M = 2/3 n_H2 = 0,2 (mol)

theo đầu bài: M− .0,2 = 8,8 → M− = 44

hai kim loại thuộc hai chu kì liên tiếp, một kim loại có nguyên tử khối nhỏ hơn 44 và một kim loại có nguyên tử khối lơn hơn 44.

Dựa vào bảng tuần hoàn, hai kim loại đó là:

Al (M = 27 < 44) và Ga (M = 69,72 > 44).

Ví dụ 3: Hòa tan 20,2 gam hỗn hợp hai kim loại nằm ở hai chu kì liên tiếp thuộc nhóm IA trong bảng tuần hoàn tác dụng với nước thu được 6,72 lít khí (đktc) và dung dịch A. Xác định tên và khối lượng hai kim loại.

Hướng dẫn:

Gọi R là kí hiệu chung của hai kim loại nhóm IA, R cũng là nguyên tử khối trung bình của hai kim loại.

2R + 2H₂O → 2ROH + H₂ ↑

0,6                                  0,3

n_H2 = 6,72/22,4 = 0,3 (mol)

R = 20,2/0,6 = 33,67

Vì hai kim loại thuộc hai chu kì liên tiếp nên một kim loại phải có nguyên tử khối nhỏ hơn 33,67 và kim loại còn lại có nguyên tử khối lớn hơn 33,67.

Vậy ta có: R₁ = 23 (Na) < R = 33,67 < R₂ = 39 (K)

Dựa vào bảng tuần hoàn hai kim loại đó là Na, K

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ ↑

x                                        x/2

2K + 2H₂O → 2KOH + H₂ ↑

y                                       y/2

Ta có hệ phương trình:

m_Na = 23.0,2 = 4,6 (gam)

m_K = 39.0,4 = 15,6 (gam)