Chuyên Đề Bảng Tuần Hoàn Các Nguyên Tố Hoá Học Bồi Dưỡng Học Sinh Giỏi Hóa 7 Có Lời Giải

CHUYÊN ĐỀ 3: BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC

PHẦN A: LÍ THUYẾT

I. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn

- Năm 1869, nhà bác học người Nga D. I. Mendeleev đã xây dựng bảng tuần hoàn theo chiều tăng dần khối lượng nguyên tử.

- Các nhà khoa học hiện đại đã chứng minh rằng điện tích hạt nhân nguyên tử mới là cơ sở để xây dựng bảng tuần hoàn.

- Hiện nay, bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học gồm 118 nguyên tố được xây dựng theo nguyên tắc sau:

   + Các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.

   + Các nguyên tố hóa học trong cùng một hàng có cùng số lớp electron trong nguyên tử.

   + Các nguyên tố hóa học trong cùng một cột có tính chất hóa học gần giống nhau.

Mẫu bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học

II. Cấu tạo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

1. Ô nguyên tố

- Mỗi nguyên tố hoá học được sắp xếp vào một ô của bảng tuần hoàn, được gọi là ô nguyên tố.

Ví dụ 1: Ô nguyên tố carbon cung cấp các thông tin về nguyên tử carbon.

- Ô nguyên tố cho biết:

   + Số hiệu nguyên tử (Z).

   + Kí hiệu hoá học.

   + Tên nguyên tố.

   + Khối lượng nguyên tử.

- Số hiệu nguyên tử (Z) = số đơn vị điện tích hạt nhân = số electron trong nguyên tử = số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

2. Chu kì

- Chu kì gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron và được sắp xếp thành hàng theo điện tích hạt nhân tăng dần từ trái qua phải.

Chu kì 2 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học

- Bảng tuần hoàn hiện nay gồm 7 chu kì, được đánh số từ 1 đến 7. 

- Chu kì 1, 2, 3 được gọi là là các chu kì nhỏ, chu kì 4, 5, 6, 7 được gọi là là các chu kì lớn.

Ví dụ 2: Chu kì 1 gồm hai nguyên tố H và He, chu kì 2 gồm 8 nguyên tố từ Li đến Ne, chu kì 3 gồm 8 nguyên tố từ Na đến Ar.

3. Nhóm

- Bảng tuần hoàn gồm 8 nhóm A được đánh số từ IA đến VIIIA và 8 nhóm B được đánh số từ IB đến VIIIB.

- Các nguyên tố trong cùng một nhóm A có số electron lớp ngoài cùng giống nhau, do đó chúng có tính chất hoá học tương tự nhau.

- Trong cùng một nhóm, khi đi từ trên xuống dưới, điện tích hạt nhân tăng dần.

- Số thứ tự của nhóm A bằng số electron lớp ngoài cùng trong nguyên tử của nguyên tố thuộc nhóm đó.

Nhóm IA và VIIA trong bảng tuần hoàn

III. Vị trí các nhóm nguyên tố kim loại, phi kim và khí hiếm trong bảng tuần hoàn

1. Các nguyên tố kim loại

- Trong số 118 nguyên tố hoá học đã biết có hơn 90 nguyên tố kim loại.

- Vị trí nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn:

   + Hầu hết các nguyên tố thuộc nhóm IA, IIA, IIIA và một số nguyên tố ở các nhóm IVA, VA, VIA.

   + Các nguyên tố thuộc nhóm IB đến VIIIB, các nguyên tố lanthanide và actinide ở cuối bảng tuần hoàn.

Ứng dụng của một số nguyên tố kim loại thông dụng trong đời sống

2. Các nguyên tố phi kim

- Trong số 118 nguyên tố hoá học đã biết có chưa đến 20 nguyên tố là phi kim.

- Ở điều kiện thường, chúng có thể ở thể rắn, thể lỏng hay thể khí.

- Vị trí nguyên tố phi kim trong bảng tuần hoàn:

   + Hầu hết các nguyên tố thuộc nhóm VA, VIA, VIIA.

   + Một số nguyên tố thuộc nhóm IIIA, IVA.

   + Nguyên tố H ở nhóm IA.

3. Các nguyên tố khí hiếm

- Trong số 118 nguyên tố hoá học đã biết có 7 nguyên tố là nguyên tố khí hiếm.

- Nguyên tử của chúng có lớp electron ngoài cùng bền vững nên khó bị biến đổi hoá học.

- Nguyên tố khí hiếm nằm ở nhóm VIIIA trong bảng tuần hoàn.

Sơ đồ tư duy:

PHẦN B: BÀI TẬP ĐƯỢC PHÂN DẠNG

Dạng 1: Dựa vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học

- Phương pháp giải:

1. Dựa vào số electron ở lớp ngoài cùng và số lớp electron của nguyên tố đó

2. Các nguyên tố trong cùng một hàng sẽ có cùng số lớp electron

3. Dựa vào quy luật biến thiên tính chất theo chu kì và theo nhóm.

- Trong chu kì: Theo chiều tăng của diện tích hạt nhân (tức Z tăng): tính kim loại giảm, phi kim tăng, tính bazơ giảm, axit tăng.

- Trong nhóm A: Theo chiều Z tăng: Tính kim loại tăng, phi kim giảm, tinh bazơ tăng, tính axit giảm.

- Bài tập minh họa:

Câu 1. 1. Dựa vào đặc điểm nào về cấu tạo nguyên tử để sắp xếp các nguyên tố vào hàng, vào cột trong bảng tuần hoàn?

2. Sử dụng bảng tuần hoàn, hãy cho biết các nguyên tố nào trong số các nguyên tố Li, Na, C, O có cùng số lớp electron trong nguyên tử

Lời giải chi tiết:

1. - Dựa vào số electron ở lớp ngoài cùng và số lớp electron của nguyên tố đó. Ví dụ

   + Trong cùng một hàng, tính từ trái sang phải: Các nguyên tử có cùng số lớp electron, số electron ở lớp ngoài cùng tăng dần

   + Trong cùng một cột, tính từ trên xuống dưới: Các nguyên tử có cùng số electron ở lớp ngoài cùng, số lớp electron tăng dần

2. Trong 4 nguyên tố: Li, Na, C, O có 3 nguyên tố trong cùng 1 hàng đó là: Li, C, O đều nằm ở hàng thứ 2

=> 3 nguyên tố Li, C, O đều có 2 lớp electron

Câu 2. Quan sát ô nguyên tố và trả lời các câu hỏi sau:

a) Em biết được thông tin gì trong ô nguyên tố calcium?

b) Nguyên tố calcium này nằm ở vị trí nào (ô, nhóm, chu kì) trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học?

c) Calcium có cần thiết cho cơ thể chúng ta không? Lấy ví dụ minh hoạ.    

Lời giải chi tiết:

a) 

b) Nguyên tố calcium này nằm ở ô 11, nhóm IIA, chu kì 3 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học.

c) Calcicum cần thiết cho sức khoẻ. Ví dụ, calcium giúp xương chắc khoẻ, phòng ngừa những bệnh loãng xương, giúp phát triển chiều cao, ...

Câu 3. Dựa vào bảng tuần hoàn, hãy cho biết trong số các nguyên tố: Na, K, Mg, Ba, Be, B, C, N, O, Ar, những nguyên tố nào thuộc cùng một chu kì, đó là chu kì nào?

Lời giải chi tiết:

+ Các nguyên tố: Na, Mg, Ar thuộc cùng một chu kì 3.

+ Các nguyên tố Be, B, C, N, O thuộc cùng một chu kì 2.

Câu 4. Dựa vào bảng tuần hoàn hãy cho biết kí hiệu hóa học, tên nguyên tố, số hiệu nguyên tử và khối lượng nguyên tử của các nguyên tố ở ô số 3, 9.

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tố ở ô số 3:Kí hiệu hóa học Li, tên nguyên tố lithium, số hiệu nguyên tử 3, khối lượng nguyên tử 7 amu.

- Nguyên tố ở ô số 9: Kí hiệu hóa học F, tên nguyên tố fluorine, số hiệu nguyên tử 9, khối lượng nguyên tử 19 amu.

Câu 5. Dựa vào bảng tuần hoàn, hãy cho biết trong số các nguyên tố: Na, K, Mg, Ba, Be, B, C, N, O, Ar, những nguyên tố nào thuộc cùng một nhóm, đó là nhóm nào?

Lời giải chi tiết:

+ Các nguyên tố Na, K thuộc cùng nhóm IA;

+ Các nguyên tố Mg, Ba, Be thuộc cùng nhóm IIA.

Câu 6. Dựa vào bảng tuần hoàn, hãy cho biết trong số các nguyên tố: Na, Cl, Fe, K, Kr, Mg, Ba, C, N, S, Ar, những nguyên tố nào là kim loại. Những nguyên tố nào là phi kim? Những nguyên tố nào là khí hiếm?

Lời giải chi tiết:

a) Các nguyên tố kim loại: Na, Fe, K, Mg, Ba.

b) Các nguyên tố phi kim: Cl, C, N, S.

c) Các nguyên tố khí hiếm: Kr, Ar.

Câu 7. Ngày nay, người ta đã xác định được hàng chục triệu chất hóa học với các tính chất khác nhau được tạo thành từ hơn một trăm nguyên tố hóa học. Liệu có nguyên tắc nào sắp xếp các nguyên tố để dễ nhận ra tính chất của chúng không?   

Hướng dẫn giải

Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố để dễ dàng nhận ra tính chất của chúng

   + Các nguyên tố hóa học được xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân

   + Các nguyên tố trong cùng một hàng có cùng số lớp electron trong nguyên tử

   + Các nguyên tố trong cùng cột có tính chất gần giống nhau

Dạng 2: Bài toán tìm nguyên tố

- Phương pháp giải:

- 2 nguyên tố thuộc 1 chu kì, thuộc 2 nhóm liên tiếp thì sẽ có số hiệu nguyên tử là 2 số nguyên liên tiếp nhau

- 2 nguyên tố thuộc cùng 1 nhóm, thuộc 2 chu kì liên tiếp thì số hiệu nguyên tử có thể hơn kém nhau 2, 8,18,32.

- Nếu như đề bài yêu cầu cần tìm 2 kim loại thuộc 2 chu kì liên tiếp thì ta nên thay bằng 1 kim loại có khối lượng mol trung bình . 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.

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  rồi chọn hai nguyên tố thuộc hai chu kì của cùng nhóm sao cho:

M_A < < M_B (M_A < M_B)

- Bài tập minh họa:

Câu 1. Biết nguyên tử của nguyên tố M có 2 electron ở lớp ngoài cùng và có 3 lớp electron. Hãy xác định vị trí của M trong bảng tuần hoàn (ô, chu kì, nhóm) và cho biết M là kim loại, phi kim hay khí hiếm?

Lời giải chi tiết:

Nguyên tử M có 2 electron ở lớp ngoài cùng => M nằm ở nhóm IIA

Nguyên tử M có 3 lớp electron => M nằm ở chu kì 3

=> M thuộc ô số 12, nằm ở nhóm IIA, chu kì 3

M nằm ở nhóm IIA => Nguyên tử M là kim loại

Câu 2. Nguyên tố X (Z = 11) là nguyên tố có trong thành phần của muối ăn. Hãy cho biết tên nguyên tố X và vẽ mô hình sắp xếp electron ở vỏ nguyên tử X. X có bao nhiêu lớp electron, bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng? Từ đó cho biết X thuộc chu kì nào, nhóm nào trong bảng tuần hoàn?

Lời giải chi tiết:

X là sodium hay natri, kí hiệu hóa học là Na.

Na có 3 lớp electron, 1 electron ở lớp ngoài cùng.

Na thuộc chu kì 3, nhóm IA.

Mô hình sắp xếp electron ở vỏ của Na như sau:

Câu 3. Hãy cho biết vị trí của nguyên tố Y trong bảng tuần hoàn, biết vỏ nguyên tử của nguyên tố Y có 2 lớp electron, trong đó lớp ngoài cùng có 4 electron. Từ đó cho biết Y là kim loại, phi kim hay khí hiếm?

Lời giải chi tiết:

Y có số electron = 2 + 4 = 6 electron.

Vậy số hiệu nguyên tử Y là 6, Y thuộc ô thứ 6 trong bảng tuần hoàn.

Y có 2 lớp electron nên thuộc chu kì 2; lớp ngoài cùng có 4 electron nên thuộc nhóm IVA.

Vì Y thuộc nhóm IVA, chu kì 2 nên Y là phi kim.

Câu 4. X là nguyên tố cần thiết cho quá trình hô hấp của sinh vật, nếu thiếu nguyên tố này sự cháy không thể xảy ra. Hãy cho biết tên, kí hiệu hóa học và vị trí (ô nguyên tố, chu kì, nhóm) của X trong bảng tuần hoàn. Nguyên tố X là kim loại, phi kim hay khí hiếm?

Lời giải chi tiết:

Oxygen là nguyên tố cần thiết cho quá trình hô hấp của sinh vật, nếu thiếu nguyên tố này sự cháy không thể xảy ra.

Oxygen kí hiệu hóa học là O; ô số 8, chu kì 2, nhóm VIA trong bảng tuần hoàn.

Oxygen là phi kim.

Câu 5. Hai nguyên tố A, B đứng kế tiếp nhau trong cùng một chu kì trong bảng tuần hoàn, có tổng điện tích hạt nhân là 25. Xác định vị trí của A, B trong bảng tuần hoàn. A, B là kim loại hay phi kim?

Lời giải chi tiết:

A, B đứng kế tiếp trong 1 chu kì => Z_A và Z_B là 2 số nguyên liên tiếp nhau.

Mặt khác Z_A + Z_B = 25

=> Z_A = 12; Z_B = 13.

Z_A = 12 => A là kim loại

Z_B = 13 => B là kim loại

Câu 6. Nguyên tố X nằm ở chu kì 2, nhóm VA trong bảng tuần hoàn. Hãy cho biết một số thông tin của nguyên tố X (tên nguyên tố, kí hiệu hóa học, khối lượng nguyên tử), vị trí ô của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Nguyên tố đó là kim loại, phi kim hay khí hiếm?

Lời giải chi tiết:

Nguyên tố X nằm ở chu kì 2, nhóm VA => Hàng số 2, cột VA

=> Nguyên tố phosphorus

+ Tên nguyên tố: Phosphorus

+ Kí hiệu hóa học: P

+ Khối lượng nguyên tử: 31

+ Ví trí ô của nguyên tố trong bảng tuần hoàn = số hiệu nguyên tử = 15

+ Ô nguyên tố có màu hồng

Nguyên tố đó là phi kim

Câu 7. Hai nguyên tố A, B đứng kế tiếp nhau trong cùng một chu kì trong bảng tuần hoàn, có tổng điện tích hạt nhân là 33. Xác định vị trí của A, B trong bảng tuần hoàn. A, B là kim loại hay phi kim?

Hướng dẫn giải:

Ta có: A, B đứng kế tiếp trong 1 chu kì ⇒Z_B - Z_A = 1

Mà Z_A + Z_B = 33

⇒Z_A = 16; Z_B = 17.

Z_A = 16 ⇒A nằm ở ô thứ 16 ⇒A là lưu huỳnh ⇒A là phi kim.

Z_B = 17 ⇒B nằm ở ô thứ 17 ⇒B là clo ⇒B là phi kim.

Câu 8. X và Y là hai nguyên tố thuộc cùng một phân nhóm và ở hai chu kì liên tiếp trong bảng hệ thống tuần hoàn. Tổng số các hạt mang điện trong nguyên tử X và Y là 52. Xác định số thứ tự của nguyên tử X và Y. Chúng thuộc nhóm mấy, chu kì mấy trong bảng phân loại tuần hoàn các nguyên tố hoá học?

Lời giải chi tiết

Theo đề bài X, Y thuộc cùng 1 nhóm và 2 chu kì liên tiếp nên sẽ xảy ra các trường hợp như sau:

Tổng số hạt mang điện trong 2 nguyên tử X, Y là 52 => 2Z_X + 2Z_Y = 52

=> Z_X + Z_Y = 26 (I)

TH1: Z_X – Z_Y = 2 (II) (X, Y phải thuộc chu kì 1, 2)

Từ (I) và (II) => Z_X =14; Z_Y = 12 (loại)

TH2: Z_X – Z_Y = 8 (III)

Từ (I) và (III) => Z_X = 17, Z_Y = 9

=> X là Cl: X thuộc chu kì 3 nhóm VIIA

=> Y là F: Y thuộc chu kì 2 nhóm VIIA

TH3: Z_X – Z_Y = 18 (IV) (X, Y thuộc từ chu kì 4 trở đi)

Từ (I) và (IV) => ZX =22; ZY = 4 (loại)

TH4: Z_X – Z_Y = 32 (loại vì 32 > 26)

Câu 9. X và Y là hai nguyền tố thuộc hai chu kì liên tiếp nhau và cùng thuộc một nhóm A, trong đó X có điện tích hạt nhân nhỏ hơn Y. Tổng số proton trong hạt nhân nguyên tử của X và Y là 22. Xác định hai nguyên tố X, Y.

Lời giải:

Theo đề bài, ta có: Z_X + Z_Y = 22 (1)

Nếu X, Y thuộc hai chu kì nhỏ thì (Z_X < Z_Y): Z_Y = Z_X + 8 (2)

Từ (1) và (2) ⇒ Z_X = 7; Z_Y = 15.

Vậy X là N, Y là P.

Nếu X thuộc chu kì nhỏ và Y thuộc chu kì lớn thì: Z_Y = Z_X + 18 (3)

Từ (1) và (3) ⇒ Z_X = 2; Z_Y = 20 (loại vì không thảo mãn đề bài).

Nếu X, Y thuộc hai chu kì lớn: Z_Y = Z_X + 32 (4)

Từ (1) và (4) ⇒ Z_X < 0 (loại)

Phần C: Bài Tập Từ Các Đề Thi Chọn Lọc (tối thiểu 20 câu)

( Chọn lọc các bài tập từ các đề thi HSG hoặc thi chuyên)

Câu 1: (trích từ đề............ ) ...........

Câu 1. Tổng số hạt trong nguyên tử M là 18. Nguyên tử M có tổng số hạt mang điện gấp đôi số hạt không mang điện. Vị trí và tính chất cơ bản của nguyên tố M trong bảng tuần hoàn là

Hướng dẫn giải

Tổng số hạt trong nguyên tử : P + N + E = 18

Mà P = E = Z

⇒ 2Z + N = 18 (1)

Vì tổng số hạt mang điện gấp đôi số hạt không mang điện nên ta có:

2Z = 2N (2)

Giải (1) và (2):

⇒ Z = N = 6

⇒ A = 12

Kí hiệu nguyên tử M: ₆¹²C. 

M là Cacbon.

Câu 2: Một nguyên tử Y có tổng các hạt (proton, nơtron và electron) là 54, trong đó số hạt mang điện gấp 1,7 lần số hạt không mang điện. Xác định số thứ tự của Y trong bảng tuần hoàn?

Hướng dẫn giải

Gọi các hạt proton, nơtron và electron lần lượt là p, n và e (trong đó p = e)

Số hạt trong Y là 54 nên p + n + e = 54 hay 2p + n = 54 (1)

Trong Y số hạt mang điện bằng 1,7 lần số hạt không mang điện, nên:

(p + e) = 1,7n hay 2p – 1,7n = 0 (2)

Từ (1) và (2) có p = 17 và n = 20.

Vậy số thứ tự của Y trong bảng tuần hoàn là 17.

Câu 3: Một hợp chất khí của R với H có công thức là RH₃, trong đó R chiếm 91,1765% về khối lượng. Vị trí của R trong bảng tuần hoàn là

Hướng dẫn giải

Trong hợp chất RH₃, R chiếm 91,1765% về khối lượng:

Vậy R là photpho. Mà photpho thuộc chu kỳ 3, nhóm V → chọn C.

Câu 4. Biết nguyên tử của nguyên tố M có 2 electron ở lớp ngoài cùng và có 3 lớp electron. Hãy xác định vị trí của M trong bảng tuần hoàn (ô, chu kì, nhóm) và cho biết M là kim loại, phi kim hay khí hiếm

Hướng dẫn giải

Nguyên tử M có 2 electron ở lớp ngoài cùng => M nằm ở nhóm IIA - Nguyên tử M có 3 lớp electron => M nằm ở chu kì 3 => M thuộc ô số 12, nằm ở nhóm IIA, chu kì 3 - Ô số 12 màu xanh => Nguyên tử M là kim loại

Câu 5. Cho các nguyên tố sau: P, Ba, Rb, Cu, Fe, Ne, Si

a) Sử dụng bảng tuần hoàn, hãy cho biết trong các nguyên tố trên, nguyên tố nào là kim loại, nguyên tố nào là phi kim

b) Nêu ứng dụng trong đời sống của một nguyên tố trong số các nguyên tố trên.

Hướng dẫn giải

a) - Các nguyên tố kim loại là: Ba, Rb, Cu, Fe - Các nguyên tố phi kim là: P, Si

b) Ứng dụng của nguyên tố Al trong đời sống - Được dùng để chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu vũ trụ - Dùng trong xây dựng nhà cửa và trang trí nội thất

Câu 6. Mô hình sắp xếp electron trong nguyên tử của nguyên tố X như sau:

a) Trong nguyên tử X có bao nhiêu electron và được sắp xếp thành mấy lớp?

b) Hãy cho biết tên nguyên tố X

c) Gọi tên một nguyên tố khác mà nguyên tử của nó có cùng số lớp electron với nguyên tử nguyên tố X

Hướng dẫn giải

a) Mô hình cấu tạo nguyên tử X có: 10 hình tròn nhỏ màu xanh, 2 đường tròn xung quanh hạt nhân. => Nguyên tử X có 10 electron và có 2 lớp electron

b) Nguyên tử X có điện tích hạt nhân = +10 => STT của X trong bảng tuần hoàn là 10 => X là Neon

c) Nguyên tố X có 2 lớp electron => Nằm ở chu kì 2 của bảng tuần hoàn => Nguyên tố cùng nằm ở chu kì 2 là: Oxygen, Nitrogen, Carbon

Câu 7.

(a) X là nguyên tố ở ô số 17, thuộc chu kì 3, nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn. Hãy xác định điện tích hạt nhân, số electron, số lớp electron, số electron lớp ngoài cùng của X.

(b) Nguyên tố Y có cấu tạo nguyên tử như sau: điện tích hạt nhân 11+, 3 lớp electron, lớp ngoài cùng có 1e. Hãy xác định vị trí của Y trong bảng tuần hoàn.

Hướng dẫn giải

A có điện tích hạt nhân là 17+ ↔ A nằm ở ô nguyên tố số 17.

A có 3 lớp electron ↔ A nằm ở chu kì 3.

A có 7 electron lớp ngoài cùng ↔ A nằm ở nhóm VII.

Câu 8.

(a) X là nguyên tố ở ô số 17, thuộc chu kì 3, nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn. Hãy xác định điện tích hạt nhân, số electron, số lớp electron, số electron lớp ngoài cùng của X.

(b) Nguyên tố Y có cấu tạo nguyên tử như sau: điện tích hạt nhân 11+, 3 lớp electron, lớp ngoài cùng có 1e. Hãy xác định vị trí của Y trong bảng tuần hoàn.

X ở ô số 17 ↔ Điện tích hạt nhân là 17+ ↔ X có 17 electron

X nằm ở chu kì 3 ↔ X có 3 lớp electron.

X nằm ở nhóm VIIA ↔ X có 7 electron lớp ngoài cùng.

Câu 9.

(a) X là một nguyên tố ở ô số 13, thuộc chu kì 3, nhóm IIIA trong bảng tuần hoàn. Hãy xác định điện tích hạt nhân, số electron, số lớp electron, số electron lớp ngoài cùng của X. Cho biết tên, kí hiệu và vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử của X.

(b) Nguyên tố Y có cấu tạo nguyên tử như sau: điện tích hạt nhân +15, 3 lớp electron, lớp ngoài cùng có 5e. Hãy xác định vị trí của Y trong bảng tuần hoàn. Cho biết tên, kí hiệu và vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử của Y.

Hướng dẫn giải

X ở ô số 13 ↔ Điện tích hạt nhân là 13+ ↔ X có 13 electron

X nằm ở chu kì 3 ↔ X có 3 lớp electron.

X nằm ở nhóm IIIA ↔ X có 3 electron lớp ngoài cùng.

X là Aluminium (Al)

Sơ đồ cấu tạo nguyên tử X:

b.

Y có điện tích hạt nhân là 15+ ↔ Y nằm ở ô nguyên tố số 11.

Y có 3 lớp electron ↔ Y nằm ở chu kì 3.

Y có 5 electron lớp ngoài cùng ↔ Y nằm ở nhóm V.

Y là phosphorus (P)

Sơ đồ cấu tạo nguyên tử Y:

Câu 10.

(a) Cho sơ đồ nguyên tử magnesium, calcium và chlorine như hình vẽ

Magnesium Calcium Chlorine

Từ hình vẽ, trình bày cấu tạo của các nguyên tử.

(b) Từ cấu tạo của các nguyên tử trên, suy ra vị trí của các nguyên tố magnesium, calcium, chlorine trong bảng tuần hoàn.

(c) Những nguyên tố nào cùng chu kỳ và cùng nhóm? Vì sao?

Hướng dẫn giải

(a) Magnesium:

- Số proton = số electron = 12

- Số đơn vị điện tích hạt nhân là 12

- Điện tích hạt nhân +12

- Lớp vỏ gồm 3 lớp electron: lớp thứ nhất có 2 electron, lớp thứ hai có 8 electron, lớp thứ ba có 2 electron.

Calcium:

- Số proton = số electron = 20

- Số đơn vị điện tích hạt nhân là 20

- Điện tích hạt nhân +20

- Lớp vỏ gồm 4 lớp electron: lớp thứ nhất có 2 electron, lớp thứ hai có 8 electron, lớp thứ ba có 8 electron, lớp thứ tư có 2 electron.

Chlorine:

- Số proton = số electron = 17

- Số đơn vị điện tích hạt nhân là 17

- Điện tích hạt nhân +17

- Lớp vỏ gồm 3 lớp electron: lớp thứ nhất có 2 electron, lớp thứ hai có 8 electron, lớp thứ ba có 7 electron.

(b) Magnesium:

- Số proton = số electron = 12 => Magnesium thuộc ô thứ 12

- Lớp vỏ gồm 3 lớp electron => Magnesium thuộc chu kỳ 3

- Lớp electron ngoài cùng có 2 electron, có số proton ≤ 20 => Magnesium thuộc nhóm IIA.

Calcium:

- Số proton = số electron = 20 => Calcium thuộc ô thứ 20

- Lớp vỏ gồm 4 lớp electron => Calcium thuộc chu kỳ 4

- Lớp electron ngoài cùng có 2 electron, có số proton ≤ 20 => Calcium thuộc nhóm IIA.

Chlorine:

- Số proton = số electron = 17 => Chlorine thuộc ô thứ 17

- Lớp vỏ gồm 3 lớp electron => Chlorine thuộc chu kỳ 3

- Lớp electron ngoài cùng có 7 electron, có số proton ≤ 20 => Chlorine thuộc nhóm VIIA.

(c) Những nguyên tố cùng chu kỳ là magnesium và calcium vì cùng có số lớp electron bằng nhau (bằng 3=> thuộc chu kỳ 3)

Những nguyên tố cùng nhóm là calcium và magnesium vì chúng cùng có số electron lớp ngoài cùng là 2 và đều có số proton ≤ 20 nên đều thuộc nhóm IIA.

Câu 11.

A, B là 2 nguyên tố ở cùng phân nhóm và thuộc 2 chu kì lên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử A và B bằng 32.

a. Hãy xác định A, B

b. Vẽ sơ đồ nguyên tử A và B, nêu cấu tạo và vị trí A, B trong bảng tuần hoàn.

Hướng dẫn giải

a. Ta có

Trong cùng nhóm, ở hai chu kì liên tiếp:

TH1: (2)

(1), (2) →

→ A là magnesium (Mg); B là calcium (Ca) (cùng nhóm IIA => chọn)

TH2: (2)

(1), (2) → (loại vì không cùng nhóm và ở hai chu lỳ kiên tiếp nhau)

b.

Cấu tạo magnesium:

- Số proton = số electron = 12

- Số đơn vị điện tích hạt nhân là 12

- Điện tích hạt nhân +12

- Lớp vỏ gồm 3 lớp electron: lớp thứ nhất có 2 electron, lớp thứ hai có 8 electron, lớp thứ ba có 2 electron.

Vị trí magnesium trong bảng tuần hoàn:

- Số proton = số electron = 12 => Magnesium thuộc ô thứ 12

- Lớp vỏ gồm 3 lớp electron => Magnesium thuộc chu kỳ 3

- Lớp electron ngoài cùng có 2 electron, có số proton ≤ 20 => Magnesium thuộc nhóm IIA.

Cấu tạo calcium:

- Số proton = số electron = 20

- Số đơn vị điện tích hạt nhân là 20

- Điện tích hạt nhân +20

- Lớp vỏ gồm 4 lớp electron: lớp thứ nhất có 2 electron, lớp thứ hai có 8 electron, lớp thứ ba có 8 electron, lớp thứ tư có 2 electron.

Vị trí calcium trong bảng tuần hoàn:

- Số proton = số electron = 20 => Calcium thuộc ô thứ 20

- Lớp vỏ gồm 4 lớp electron => Calcium thuộc chu kỳ 4

- Lớp electron ngoài cùng có 2 electron, có số proton ≤ 20 => Calcium thuộc nhóm IIA.

Câu 12.

a. Cho 2 nguyên tố A và B cùng nằm trong một nhóm A thuộc 2 chu kì liên tiếp, tổng điện tích hạt nhân của A và B bằng 24. Xác định các nguyên tố A và B.

b. Hai nguyên tố C và D đứng kế tiếp nhau trong một chu kì, tổng khối lượng nguyên tử (số khối) của chúng là 51, số neutron của D lớn hơn của C là 2, số electron của C bằng số neutron của nó. Xác định các nguyên tố C và D.

Hướng dẫn giải

a. Ta có:

Trong cùng nhóm, ở hai chu kì liên tiếp:

TH1: (2)

(1), (2) →

→ A là oxygen (O); B là sulfur (S) (cùng nhóm IIA => chọn)

TH2: (2)

(1), (2) → (loại vì không cùng nhóm và ở hai chu lỳ kiên tiếp nhau)

b. C và D đứng kế tiếp nhau trong cùng 1 chu kì nên P_D - P_C = 1(1)

Tổng số khối của C và D là 51 : Pc +Nc+P_D+N_D = 51 (2)

Số neutron của D lớn hơn C là 2 : N_D - N_C = 2 (3)

Từ (1), (2) và (3) → P_C + N_C = 24; P_D + N_D = 27.

Trong nguyên tử C có số e = số n → P_C = N_C → P_C = N_C = 12; P_D =13; N_D= 14.

⇒ C là magnesium ; D là aluminium.

Câu 13.

Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, nguyên tố X có số thứ tự 8, nguyên tố Y có số thứ tự 14, nguyên tố Z có số thứ tự 19

1. Vẽ sơ đồ nguyên tử của chúng.
2. Chúng thuộc chu kì nào, nhóm nào trong bảng tuần hoàn, giải thích.
3. Cho biết tên, KHHH của X, Y, Z.

Hướng dẫn giải

a. Nguyên tử X ở ô thứ 8 => số proton = số electron = 8

Sơ đồ nguyên tử X

Nguyên tử Y ở ô thứ 14 => số proton = số electron = 14

Sơ đồ nguyên tử Y

Nguyên tử X ở ô thứ 19 => số proton = số electron = 19

Sơ đồ nguyên tử Z

b. X thuộc chu kỳ 2 (vì có hai lớp electron); nhóm VIA (vì có 6 electron lớp ngoài cùng và nguyên tử có số proton 20)

Y thuộc chu kỳ 3 (vì có ba lớp electron); nhóm IVA (vì có 4 electron lớp ngoài cùng và nguyên tử có số proton 20)

Z thuộc chu kỳ 4 (vì có bốn lớp electron); nhóm IA (vì có 1 electron lớp ngoài cùng và nguyên tử có số proton 20)

c. X là oxygen, KHHH là O

Y là silicon, KHHH là Si

Z là potassium, KHHH là K

Câu 14.

Hai nguyên tố X và Y thuộc hai ô liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số hạt mang điện trong cả hai nguyên tử X và Y là 66 hạt (Biết Z_X < Z_Y).

a. Tìm X, Y.

b. Cho biết vị trí của X, Y trong bảng tuần hoàn, chúng là kim loại, phi kim hay khí hiếm.

Hướng dẫn giải

a. Ta có X và Y thuộc hai ô liên tiếp trong bảng tuần hoàn nên P_Y – P_X = 1 (1)

Tổng số hạt mang điện trong cả hai nguyên tử X và Y là 66 hạt: P_X + E_X + P_Y + E_Y = 66

2P_X + 2P_Y = 66 (2)

Từ (1) và (2), ta có P_X = 16; P_Y = 17

Vậy X là Sulfur, Y là Chlorine

b. X thuộc ô số 16, chu kỳ 3, nhóm VIA, là phi kim

Y thuộc ô số 17, chu kỳ 3, nhóm VIIA, là phi kim.

Câu 15. HSG Tỉnh Kon Tum 2022

Một nguyên tố X ở ô số 17, chu kỳ 3, nhóm VIIA trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Từ những dữ kiện trên, hãy lập luận để tìm: điện tích hạt nhân, số lớp electron, số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố X. Vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử của nguyên tố X.

Hướng dẫn giải

X ở ô thứ 17 => số proton = số electron = 17; điện tích hạt nhân là +17.

X ở chu kỳ 3 => X có 3 lớp electron.

X thuộc nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn, số proton của X 20=> X có 7 electron lớp ngoài cùng.

Sơ đồ cấu tạo của X là

Câu 16. Hãy tìm hiểu và cho biết:

a. Tên và kí hiệu hoá học của nguyên tố kim loại duy nhất tồn tại ở thể lỏng, ở điếu kiện thường. Dựa vào bảng tuân hoàn, hãy cho biết nguyên tố đó ở vị trí nào?

b. Tên và kí hiệu hoá học, vị trí trong bảng tuần hoàn của nguyên tố kim loại có trong thành phần của hemoglobin (chất có khả năng vận chuyển khí oxygen từ phổi đến các tế bào), nếu thiếu nguyên tố này cơ thể chúng ta sẽ mắc bệnh thiếu máu. Hãy kể ra ít nhất 3 ứng dụng trong đời sống của nguyên tố kim loại đó.

c. Tên và kí hiệu hoá học, vị trí trong bảng tuần hoàn của nguyên tố khí hiếm dùng để bơm vào bóng bay hoạc khinh khí cầu.

Hướng dẫn giải

a. Nguyên tố kim loại duy nhất tồn tại trạng thái lỏng ở điều kiện thường là Hg, thủy ngân (mercury), ở ô số 80, chu kỳ 6, nhóm IIB.

b. Nguyên tố kim loại có trong thành phần của hemoglobin là sắt (iron); KHHH là Fe; ở ô 26, chu kỳ 4, nhóm VIIIB.

Ứng dụng: Làm đồ dùng cá nhân, gia đình như dao, kéo, …; làm đồ nội thất như cửa, cầu thang…

c. Nguyên tố khí hiếm được bơm vào bóng bay là helium, KHHH là He, ở ô số 2, chu kỳ 1 nhóm VIIIA.

Câu 17. Hãy cho biết vị trí của nguyên tố X trong bảng tuẩn hoàn, biết vỏ nguyên tử của nguyên tố Y có 3 lớp electron, trong đó lớp ngoài cùng có 5 electron. Từ đó cho biết X là kim loại, phi kim hay khí hiếm?

Hướng dẫn giải

X có 3 lớp electron nên X có lớp electron ngoài cùng là lớp thứ 3

Số electron ở mỗi lớp của X là: lớp thứ nhất (tối đa) 2 electron; lớp thứ hai (tối đa) 8 electron, lớp thứ ba 5 electron => X có tổng số electron là 2 + 8 + 5 = 15 = số proton

X là Phosphorus; ở ô 15 (số proton là 15), chu kỳ 3 (có 3 lớp electron), nhóm VA (có 5 electron lớp ngoài cùng, và có số proton ≤20); là phi kim.

Hoặc X có 5 electron ở lớp ngoài cùng => là phi kim.

Câu 18. Vẽ sơ đồ nguyên tử các nguyên tố sau: Na (Z=11), K (Z=19), Mg (Z=12), Be (Z=4), B (Z=5), C (Z=6), N (Z=7), O (Z=8), Ar (Z=18).

a. Những nguyên tố nào thuộc cùng chu kì, đó là chu kì nào?

b. Những nguyên tố nào thuộc cùng một nhóm, đó là nhóm nào?

c. Những nguyên tố nào có tính chất tương tự Ba (thuộc nhóm IIA), Li (thuộc nhóm IA)

Hướng dẫn giải

a. Những nguyên tố thuộc cùng chu kỳ là:

+ Na, Mg, Ar (chu kỳ 3, có 3 lớp electron)

+ Be, B, C, N, O (chu kỳ 2, có 2 lớp electron)

b. Những nguyên tố trên đều thuộc nhóm A do có số proton ≤ 20

Các nguyên tố cùng 1 nhóm A là:

+ Na, K (có 1 electron lớp ngoài cùng, nhóm IA)

+ Mg, Be (cố 2 electron lớp ngoài cùng, nhóm IIA)

c. Các nguyên tố có tính chất tương tự Ba là Mg và Be (vì đều thuộc nhóm IIA)

Các nguyên tố có tính chất tương tự Li là Na và K (vì đều thuộc nhóm IA)

Câu 19. Cho nguyên tố R có điện tích hạt nhân là +9 và nguyên tố Q có điện tích hạt nhân là +17.

a. Không dùng bảng tuần hoàn, xác định vị trí của R, Q trong bảng tuần hoàn.

b. R và Q có tính chất tương tự nhau hay không? Giải thích.

Hướng dẫn giải

a. R có điện tích hạt nhân là + 9 => số proton = số electron = 9

Q có điện tích hạt nhân là + 17 => số proton = số electron = 17

Vẽ sơ đồ nguyên tử R

Vị trí của R: ô thứ 9 (có 9 proton), chu kỳ 2 (có 2 lớp electron), nhóm VIIA (có 7 electron lớp ngoài cùng và số proton ≤ 20)

Vẽ sơ đồ nguyên tử Q

Vị trí của Q: ô thứ 17 (có 17 proton), chu kỳ 3 (có 3 lớp electron), nhóm VIIA (có 7 electron lớp ngoài cùng và số proton ≤ 20)

b. P và Q có tính chất tương tự nhau vì cùng thuộc 1 nhóm A (nhóm VIIA)

Câu 20.

Phân tử M có công thức YX₂, cấu tạo từ nguyên tử của hai nguyên tố X, Y (1 nguyên tử Y và 2 nguyên tử X). Tổng số hạt proton, neutron và electron trong phân tử M bằng 96 hạt. Hạt nhân nguyên tử X, Y đều có số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện. Trong bảng tuần hoàn hóa học, hai nguyên tố X, Y thuộc cùng một nhóm và ở hai chu kì nhỏ liên tiếp (Z_X >Z_Y). Xác định X, Y.

Hướng dẫn giải

Tổng số hạt proton, neutron và electron trong phân tử M bằng 96 hạt

Ta có: P_X + E_X + N_X + 2(P_Y + E_Y + N_Y) = 96

Mà P = E => 2P_X + N_X + 4P_Y + 2N_Y = 96 (1)

Hạt nhân nguyên tử X, Y đều có số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện

Suy ra: P_X = N_X; P_Y = N_Y

Thay vào (1) => 3P_X + 6P_Y = 96 (2)

Trong bảng tuần hoàn hóa học, hai nguyên tố X, Y thuộc cùng một nhóm và ở hai chu kì nhỏ liên tiếp (Z_X >Z_Y).

=> P_X – P_Y = 8 (3)

Từ (2) và (3), ta có P_X = 16; P_Y = 8

X là sulfur, Y là oxygen.

================================

Lưu ý:

- Tất cả sử dụng danh pháp mới

- Không được sử dụng các bài tập thiên về toán nhiều, chủ yếu khai thác bản chất hóa học

CHUYÊN ĐỀ 3: BÀI TOÁN NGUYÊN TỬ VÀ BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

Phần A: Lí Thuyết

1-Tóm tắt kiến thức về nguyên tử.

2-Tóm tắt kiến thức về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

3- Một số lưu ý khi giải bài tập.

• Đa số các nguyên tố thường gặp thỏa mãn điều kiện sau:

Z ≤ N ≤ 1,5 Z ⇒ 3Z ≤ N + 2Z ≤ 3,5 Z ⇒

(N: số nơtron; Z: số proton; TSH: tổng số hạt electron, proton, neutron)

• Tổng số proton trong phân tử: Phân tử A_xB_y → tổng số prton là: (hạt)

Ví dụ: Phân tử nước (H₂O) → (hạt)

• Hợp chất khí của phi kim với hidro: RH_x (x ≤ 4)

• Oxit cao nhất: R₂O_n (n ≤ 7)

• Quan hệ số proton của 2 nguyên tố A,B trong bảng tuần hoàn (giả sử p_B > p_A):

* Nếu A,B cùng một chu kỳ và thuộc 2 nhóm liên tiếp: p_B – p_A = 1

* Nếu A,B cùng một nhóm, ở 2 chu kỳ liên tiếp:

* Nếu A,B thuộc 2 nhóm (chính) liên tiếp và 2 chu kỳ liên tiếp thì chúng ở vị trí chéo nhau trong bảng tuần hoàn:

* Nếu A,B đứng liền kề nhau trong bảng tuần hoàn mà p_A + p_B < 30 ⇒ cả A,B đều thuộc chu kỳ nhỏ (các chu kỳ 1,2,3).

* Nếu nguyên tố A (trừ H và He) thuộc nhóm thứ n thì p_A ≥ 2 + n

☞ Lưu ý:

• Sự hình thành ion

* Nguyên tử kim loại và hidro thường nhường electron → ion dương (cation)

* Nguyên tử phi kim thường nhận electron → ion âm (anion)

• Điện tích ion =

Phần B: Các dạng bài tập (mỗi dạng tối thiểu 10 câu)

Dạng 1: Xác định nguyên tố khi biết tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử

a) Phương pháp:

• Bước 1: Lập phương trình: 2p + n = TSH (1)

• Bước 2: Lập thêm một phương trình thứ 2, giải tìm số prton hoặc biện luận để xác định gới hạn của số proton.

✓Phương trình thứ 2 (hoặc bất phương trình) thường căn cứ vào một số dữ kiện sau:

* Nếu biết trong nguyên tử có số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là thì ⇒ 2p – n = (2)

* Nếu biết tỷ lệ gữa số hạt mang điện và số hạt không mang điện trong nguyên tử bằng thì ⇒ (2)

* Biết khối lượng nguyên tử < A (đvC) thì ⇒ p + n < A …

✓ Nếu chỉ có 1 phương trình (1) thì thường biện luận theo khoảng:

Từ (1) ⇒ n = TSH – 2p ⇒ p ≤ TSH – 2p ≤ 1,5p ⇒ → giá trị p (nguyên, dương)

• Bước 3: Dựa vào giá trị số proton tìm được → tên nguyên tố tương ứng.

b) Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Tổng số hạt cơ bản trong 1 nguyên tử X là 40, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 12. Tìm số lượng từng loại hạt có trong X và tên nguyên tố X.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa tỉnh Bến Tre, năm học 2015-2016)

Phân tích:

Vì số proton bằng số electron nên tổng số hạt cơ bản là 2p +n (ở cấp THCS không nhất thiết phải viết 2Z + N). Đây là bài toán khá căn bản trong hệ thống bài tập về nguyên tử.

Đề bài cho đủ 2 dữ kiện để lập 2 phương trình toán, giải tìm số proton và số nơtron.

Hướng dẫn:

Gọi p, n,e lần lượt là số proton, số nơtron, số electron trong nguyên tử X.

Theo đề ta có:

Vậy số p = số e = 13 ; số n = 14

Vì số proton p =13 nên X là nguyên tố Aluminium (Al).

Ví dụ 2: Nguyên tử của nguyên tố A có tổng số hạt cơ bản (electron, proton, neutron) là 60, khối lượng nguyên tử A không quá 40 đvC. Nguyên tử của nguyên tố B có tổng số hạt cơ bản ít hơn nguyên tử A là 20 hạt, trong hạt nhân B số hạt mang điện ít hơn số hạt mang điện 1 hạt.

a) Xác định các nguyên tố A,B.

b) Cho 9,4 (gam) hỗn hợp X gồm A,B vào nước dư đến khi phản ứng kết thúc thấy thoát ra 6,93 lít khí (ở đkc). Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X.

Phân tích:

Khác với ví dụ 1, nguyên tố A chỉ có một dữ kiện để lập phương trình toán là tổng số hạt cơ bản. Do đó ta chỉ lập được một phương trình toán, không thể tìm được 2 ẩn. Vì vậy phải biện luận: . Nguyên tử khối ≤ 40 là cơ sở đề xác định giá trị chính xác của số proton.

Ở câu b, nhiều học sinh sẽ ngộ nhận Al hết hoặc Ca(OH)₂ hết. Vì nước dư nên Ca hết, còn Al hết hay không thì phụ thuộc vào lượng Ca(OH)₂ nhiều hay ít.

Hướng dẫn:

a) •Xét nguyên tố A:

Ta có: 2p + n = 60 ⇒ n = 60 – 2p (*)

Mặt khác: p ≤ n ≤ 1,5p ⇒ p ≤ 60 – 2p ≤ 1,5p ⇒

⇒ p = {18; 19; 20}

Bảng biện luận (theo *):

Vậy A là nguyên tố Calcium (Ca)

•Xét nguyên tố B:

Ta có: ⇒ B là nguyên tố Aluminium (Al).

b) Hỗn hợp X gồm Ca và Al

Vì nước dư nên Ca phản ứng hết, còn Al tan trong kiềm nên có thể hết hoặc dư

Gọi x là số mol Ca, y là số mol Al phản ứng.

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂ ↑

x x x (mol)

2Al + Ca(OH)₂ + 2H₂O → Ca(AlO₂)₂ + 3H₂ ↑

y 0,5y 1,5y (mol)

•Trường hợp 1: Nếu Al hết

Theo đề cho ta có:

;

•Trường hợp 2: Nếu Al dư → Ca(OH)₂ phản ứng hết với Al.

Ta có:

Khối lượng mỗi kim loại trong X là:

;

Ví dụ 3: Nguyên tử X có tổng số hạt electron, proton, nơtron bằng 46. Số hạt không mang điện bằng số hạt mang điện.

a) Xác định số lượng mỗi loại hạt cơ bản trong nguyên tử X ? Nguyên tử X thuộc nguyên tố hóa học nào?

b) Không tra bảng tuấn hoàn, hãy cho viết vị trí của nguyên tố X trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học (ô, chu kỳ, nhóm)

Phân tích:

Câu a: Chỉ cần lập hệ 2 phương trình là giải tìm được giả trị số p, số n

Câu b: Đây là kiến thức giảm tải, tuy nhiên nhiều kỳ thi vào trường chuyên (hoặc năng khiếu) vẫn thường xuất hiện loại này. Thực chất loại câu hỏi này không khó, chỉ cần phân bổ các electron vào các lớp electron là sẽ xác định được vị trí (trong giới hạn số p ≤ 20 thì dùng quy luật 2e/8e/8e/ ... luôn đúng).

Hướng dẫn:

a) Theo đề ta có:

⇒ số p = số e = 15 ; số n = 16

X là nguyên tố phosphorus (P)

b) Các lớp electron trong nguyên tử: 2e/8e/5e

Vị trí của X trong bảng tuần hoàn: ô 15; chu kỳ 3; nhóm V

C. Bài tập giải chi tiết

Bài 1. Tổng số hạt p, e, n trong nguyên tử X là 28, trong đó số hạt không mang điện chiếm xấp xỉ 35,7%. Tính số hạt mỗi loại và cho biết tên nguyên tử X.

Hướng dẫn:

Số hạt không mang điện là:

Tổng số hạt: p + e + n = 28 (mà p = e) ⇒ 2p + 10 = 28 ⇒

Vậy X là nguyên tử Flo (F).

Bài 2. Tổng số hạt p, e, n trong nguyên tử Y là 49, trong đó số hạt mang điện chiếm xấp xỉ 65,3%. Tính số hạt mỗi loại và cho biết tên nguyên tử Y.

Hướng dẫn:

Số hạt mang điện là: (mà p = e) ⇒

Tổng số hạt: p + e + n = 49 ⇒ 32 + n = 49 ⇒ n = 49 – 32 = 17

Vậy Y là nguyên tử chlorine (Cl).

Bài 3:

a. Nguyên tử X có tổng số hạt là 13, số hạt không mang điện bằng 62,5% số hạt mang điện. Tính số hạt mỗi loại, xác định tên của X.

b. Nguyên tử của nguyên tố R có tổng các loại hạt là 34. Số hạt mạng điện nhiều gấp 1,833 lần số hạt không mang điện. Tính số hạt mỗi loại, xác định tên của R.

c. Một nguyên tử X có tổng số hạt là 46, số hạt không mang điện bằng 8/15 số hạt mang điện. Xác định nguyên tử X.

Bài 4: Nguyên tử X có tổng các hạt là 52 trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16 hạt.

a. Hãy xác định số p, số n và số e trong nguyên tử X.

b. Vẽ sơ đồ nguyên tử X.

c. Hãy viết tên, kí hiệu hoá học của nguyên tố X.

Hướng dẫn:

Cách 1: Ta có: p + e + n = 52 ⇒ 2p + n = 52 (vì p = e) (1)

Vì số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16 hạt

2p – n = 16 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình

Cách 2: Phương pháp tổng – hiệu

Số hạt mang điện là: p + e = (52 + 16) : 2 = 34 (mà p = e) ⇒ p = e = 17

Số hạt không mang điện: n = (52 -16) : 2 = 18

a. Vậy X có 17 electron, 17 proton và 18 neutron.

b. Sơ đồ nguyên tử X

c. Vì p = 17 nên X là nguyên tố chlorine (Cl)

Bài 5.

a. Nguyên tử M có số nơtron nhiều hơn số prton là 1 và số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10. Hãy xác định nguyên tử M

b. Nguyên tử R có tổng số hạt proton và nơtron là 34, hiệu số hạt nơtron và proton là 1. Xác định tên nguyên tố và viết ký hiệu nguyên tử đầy đủ của R.

c. Tổng số hạt cơ bản trong hai nguyên tử X là 104, biết trong nguyên tử X số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện trong hạt nhân là 1. Tính số p, n, e trong nguyên tử X.

Lời giải:

a. Ta có: n – p = 1 (1).

Mặt khác: p + e – n = 10 (mà p = e) ⇒ 2p – n = 10 (2)

Từ (1) và (2) ⇒ p = e = 11; n = 12. Vậy M là nguyên tố Na (Sodium)

b. Ta có: p + e + n = 34 (mà p = e) ⇒ 2p + n =34 (1)

Mặt khác: n - p = 1 (2)

Từ (1) và (2) ⇒ p = e = 11; n =12

Vậy R là nguyên tố Na (Sodium).

c. Tổng số hạt: (mà p = e) ⇒ 2p + n = 52 (1)

Mặt khác: n – p = 1 (2). Từ (1) và (2) ⇒ p = e = 17; n =18

Vậy X là nguyên tố chlorine (Cl).

Bài 6. Nguyên tử X có tổng các hạt là 13. Tính số hạt mỗi loại và cho biết tên nguyên tố X.

Hướng dẫn:

Cách 1: Áp dụng biểu thức

Cách 1: Áp dụng biểu thức 3ptổng số hạt (X)3,5p

⇒ 3p 13 3,5p

⇒ 3,714 p 4,33 ⇒ p = e = 4

Mặt khác: p + e + n = 13 ⇒ 4 + 4 + n = 13 ⇒ n = 5. Vậy X là Berium (Be)

Bài 7. Một nguyên tử Y có tổng số hạt là 58 và số khối nhỏ hơn 40. Tính số hạt mỗi loại và cho biết tên nguyên tố Y.

Hướng dẫn:

Tổng số hạt proton, neutron, electron trong nguyên tử X là:

p + n + e = 34 hay 2p + n = 34 n = 34 – 2p (1). Mặt khác ta có: 1 < < 1,5 (2). Thay (1) vào (2) ta được 1 < < 1,5 (*) Giải (*) ta được 9,7 < p < 11,3

- Với p = 10 (loại)

- Với p = 11 (nghiệm) suy ra X là Na.

Hướng dẫn:

Theo đề bài : 2p + n = 21 (1)

Mặt khác : 2p = 2n hay p = n (2)

Từ (1), (2) suy ra p = n = e = 7. Nguyên tử X là Nitrogen (N)

Hướng dẫn:

a) Theo đề bài ta có : 2p + n = 34 (1)

Mặt khác: 2p – n = 10 (2)

Từ (1), (2) ta có p = 11, n = 12. Suy ra NTK(Y) = 11 + 12 = 23 hay Y là Na.

b) Khối lượng tính theo gam của 5 nguyên tử Na là: 23.5.1,67.10^-24 = 1,9205.10^-22 (gam)

Hướng dẫn:

Gọi p, n, e lần lượt là số proton, số nơtron, số electron trong nguyên tử X.

Theo đề ta có:

Vậy số p = số e = 13; số n = 14. X là nguyên tố Aluminium (Al).

Hướng dẫn:

Vì tổng số hạt bằng 58 nên p + n + e = 58 hay 2p + n = 58 n = 58 – 2p (1)

Mặt khác ta lại có: p n 1,5p (2)

Từ (1) và (2) p 58 – 2p 1,5p hay 16,5 p 19,3 mà p N.

Biện luận:

Vậy Z thuộc nguyên tố Potassium (K)

Hướng dẫn:

Vì nguyên tử Y có tổng số hạt là 40 hạt nên: p + n + e = 40 hay 2p + n = 40 (1)

Mặt khác: (2)

Từ (1) và (2) ta được p = 13 nên Y thuộc nguyên tố Aluminium (Al)

ĐS : p = 13, n =14, NTK(Y) = 13 + 14 = 27(amu). Vậy Y là Al

Hướng dẫn:

a) Vì hợp chất A có 2 nguyên tử X và 1 nguyên tử Y nên CTHH của A: X₂Y

Gọi p_X, p_Y lần lượt là số hạt proton của nguyên tử X và nguyên tử Y. Vì tổng số proton trong A là 30 nên: 2p_X + p_Y = 30 (1)

Mặt khác: p_X – p_Y = 3 (2)

Giải phương trình (1) và (2) được: p_X = 11; p_Y = 8. Tra bảng X thuộc nguyên tố Na, Y thuộc nguyên tố O. CTHH của hợp chất A là: Na₂O

b) PTK(Na₂O) = 2.23 + 16 = 62 (amu)

Khối lượng theo gam của 5 phân tử Na₂O là: 5.62.1,67.10^-24 = 5,177.10^-22 (gam)

Hướng dẫn:

Gọi p_A, p_B lần lượt là số proton của A, B

n_A, n_B lần lượt là số nơtron của A, B.

Theo đề bài ta có:

Giải ra ta được: p_A = 20; p_B = 6. Nên: A là Calcium (Ca), B là Carbon (C).

Dạng 2: Xác định 2 nguyên tố A,B trong bảng tuần hoàn khi biết tổng số proton trong 2 nguyên tử.

a) Phương pháp:

•Bước 1: Thiết lập phương trình: p_A + p_B = k (1) (k = tổng số proton)

•Bước 2: Căn cứ vào vị trí A,B trong bảng tuần hoàn để lập một phương trình thứ 2 (có chứa ẩn là p_A, p_B) (2)

•Bước 3: Giải hệ phương trình (1) và (2) tìm p_A, p_B → tên các nguyên tố.

b) Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1:

a) Một nguyên tố R có công thức hợp chất với hiđro là RH. Trong oxit bậc cao nhất, R chiếm 74,2% theo khối lượng. Xác định tên nguyên tố R.

b) Hai nguyên tố X,Y ở 2 chu kỳ liên tiếp, thuộc hai nhóm A liên tiếp trong bảng hệ thống tuần hoàn. Biết tổng số proton trong 2 hạt nhân là 23 (số proton của Y lớn hơn số proton của X). Biết X,Y ở trạng thái đơn chất thỏa mãn theo sơ đồ chuyển hóa sau:

Đơn chất của XX₁X₂X₃X₂

Đơn chất của YY₁ Y₂ Y₃ Y₁

Lập luận xác định X,Y và công thức hóa học của các chất trong 2 sơ đồ trên.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa Hùng Vương (Gia Lai), năm học 2008-2009)

Phân tích:

a) HS thường mắc sai lầm vì cứ nghĩ R là phi kim. Vì đề cho R tạo hợp chất với hidro (có thể là chất rắn hoặc chất khí), vì vậy cần biện luận 2 trường hợp.

b) X,Y thuộc 2 nhóm liên tiếp và 2 chu kỳ liên tiếp thì chúng có vị trí chéo nhau trong bảng tuần hoàn:

Hướng dẫn:

a) •Trường hợp 1: Nếu R là phi kim

Vì hợp chất với hidro là RH nên ⇒ oxit cao nhất là: R₂O₇

Theo đề ta có: (loại)

•Trường hợp 2: Nếu R là kim loại → oxit là R₂O

Theo đề ta có: (nhận)

Vậy R là nguyên tố natri (Na)

b) Ta thấy : → cả 2 nguyên tố đều thuộc chu kỳ nhỏ.

Mặt khác: X,Y ở 2 nhóm liên tiếp và 2 chu kỳ liên tiếp nên chúng ở vị trí chéo nhau trong bảng tuần hoàn.

•Trường hợp 1: 2 nguyên tử lệch nhau 7 proton

Ta có: ( loại, vì không thỏa mãn sơ đồ chuyển hóa)

•Trường hợp 2: 2 nguyên tử lệch nhau 9 proton

Ta có: (thỏa mãn)

Vậy X là Nitrogen (N) ; Y là Sulfur (S)

Sơ đồ chuyển hóa:

Ví dụ 2: Hai nguyên tố A,B thuộc cùng một nhóm (chính) và thuộc hai chu kỳ liên tiếp. Tổng số electron trong hai nguyên tử của 2 nguyên tố A,B là 22.

Biết rằng: đơn chất A cháy dễ dàng khi hơ nóng trên ngọn lửa đèn cồn.

a) Xác định các nguyên tố A,B?

b) Xác định các chất theo sơ đồ chuyển hóa sau:

(A₁, A₂, A₃, A₄, A₅ là các hợp chất của nguyên tố A)

Phân tích:

Mấu chốt:

- A,B liên tiếp trong một nhóm mà có tổng số proton bằng 22 < 30 nên chúng đều thuộc chu kỳ nhỏ (1,2 hoặc 3).

- A,B kế tiếp trong cùng một nhóm (cột)→ chênh nhau 8 proton.

Hướng dẫn:

a) Vì 2 nguyên tố A,B kề nhau mà có tổng số proton bằng 22 < 30 → A,B thuộc chu kỳ nhỏ.

Ta có:

Vậy 2 nguyên tố là photpho (P) và nitơ (N)

Vì đơn chất A cháy dễ dàng nên → A là photpho (P) ; B là nitơ (N)

b) Sơ đồ chuyển hóa:

Ví dụ 3: Hai nguyên tử A và B có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 78, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 26. Số hạt mang điện của nguyên tử A nhiều hơn số hạt mang điện của nguyên tử B là 28. Hãy xác định hai nguyên tố A và B. Cho biết số hiệu nguyên tử của một số nguyên tố như sau: Z_N = 7; Z_Na = 11; Z_Ca = 20; Z_Fe = 26; Z_Cu = 29; Z_C = 6; Z_S = 16.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa LHP (Nam Định), năm học 2015-2016)

Phân tích:

Đề cho 3 dữ kiện có thể lập được 3 phương trình toán, trong khi có tới 4 ẩn.

Mấu chốt bài toán: Nếu xác định được tổng số proton của A,B thì kết hợp với hiệu số hạt mang điện trong 2 nguyên tử sẽ tìm được số proton của mỗi nguyên tử.

Hướng dẫn:

Gọi p,p’ lần lượt là số proton của A,B

n,n’ lần lượt là số nơtron của A,B

Theo đề ta có:

Từ (1,2) → p + p’ = 26 (4)

Giải (3,4) được p = 20 ; p’ = 6

Vậy A là nguyên tố Calcium (Ca) ; B là nguyên tố Carbon (C)

C. Bài tập giải chi tiết

Bài 1: Hòa tan hoàn toàn 2,46 gam hỗn hợp X gồm 3 oxit của 3 kim loại nhóm IA thuộc 3 chu kỳ liên tiếp vào nước thu được một dung dịch Y. Để trung hòa dung dịch Y thì phải dùng đúng 200ml dung dịch chứa đồng thời H₂SO₄ 0,125M và HCl 0,25M; cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được m(gam) muối khan.

a) Xác định các kim loại trong X

b) Tính m.

Phân tích:

Đây là bài toán tìm các nguyên tố kế tiếp trong bảng tuần hoàn nên phương pháp tốt nhất là sử dụng giá trị trung bình.

Tính chất của giá trị trung bình: M_min < < M_max

Riêng câu b, để đơn giản ta nên quy hỗn hợp 2 axit thành một đơn axit (HX) có số mol bằng tổng số mol nguyên tử H trong các axit.

Hướng dẫn:

a) Tính = 0,025 (mol); 0,05 (mol)

Đặt công thức oxit là

Đặt công thức tương đương của axit: HY

→

+ H₂O → 2 (1)

MOH + HY → MY + H₂O (2)

0,1 0,1 (mol)

Theo phản ứng (1) và (2) ⇒

⇒

Vậy, có ít nhất một kim loại có khối lượng mol M < 16,6 ⇒ hỗn hợp có Li

Vì 3 kim loại liên tiếp nên ⇒ 3 kim loại là: Li, Na, K

b) Theo (1):

Theo bảo toàn khối lượng, ta có:

Bài 2: Hợp chất (Q) được tạo thành từ 2 nhóm nguyên tử là X và Y (mỗi nhóm đều có 5 nguyên tử của 2 nguyên tố). Biết rằng:

Tổng số proton trong 2 nhóm là X,Y là 59 và số proton trong nhóm X nhiều hơn số proton trong nhóm Y là 37 hạt. Hai nguyên tố trong X thuộc 1 nhóm A và 2 chu kỳ nhỏ liên tiếp trong bảng tuần hoàn.

a) Xác định công thức hóa học của (Q)

b) Viết phương trình hóa học khi cho dung dịch của hợp chất (Q) tác dụng lần lượt với các dung dịch: Ca(OH)₂, Na₂CO₃, NaHCO₃, BaCl₂.

Phân tích:

• Đây là bài tương đối khó đối, gây nhiều rắc rối cho học sinh THCS. Đề bài cho 2 nhóm chứ không phải 2 nguyên tố như các bài ở trên. Vì vậy, học sinh phải tính toán và biện luận riêng cho từng nhóm.

• Mấu chốt bài toán ở một số dữ kiện:

-Tổng số và hiệu số proton trong hai nhóm → xác định số proton mỗi nhóm.

-Nhóm X gồm 2 nguyên tố cùng nhóm thuộc 2 chu kỳ nhỏ liên tiếp → hơn nhau 8 proton.

Hướng dẫn:

a) Đặt công thức của nhóm X: A_xB_y ; nhóm Y: M_aR_b

Theo đề ta có:

•Xét nhóm X:

Vì A,B liên tiếp trong một nhóm nên chu kỳ ⇒

Ta có: (1) ; ( 1 ≤ x ≤ 4)

* Biện luận: theo phương trình (1)

Vậy P_A = 8 ; p_B = 16 → A là oxi (O); B là lưu huỳnh (S)

Công thức nhóm X: =SO₄

•Xét nhóm Y: M_aR_b (giả sử )

Theo đề ta có: (2)

Theo phương trình (2) ta thấy 2,2 là giá trị trung bình của ;

⇒ → (H) ( không chọn He vì He là nguyên tố trơ)

Vì R là H nên ⇒ a = 1 ; b = 4

Ta có: → M là Nitrogen (N)

Công thức của Y: -NH₄ (Ammonium)

Vậy công thức của hợp chất (Q) là: (NH₄)₂SO₄

b) Các phương trình hóa học:

(NH₄)₂SO₄ + Ca(OH)₂ → CaSO₄ + 2NH₃ ↑ + 2H₂O

(NH₄)₂SO₄ + Na₂CO₃ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂ ↑ + 2NH₃ ↑

(NH₄)₂SO₄ + 2NaHCO₃ → Na₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂ ↑ + 2NH₃ ↑

(NH₄)₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ ↓ + 2NH₄Cl

Bài 3: Tìm 2 nguyên tố X, Y trong các trường hợp sau đây:

a) Biết X, Y đứng kế tiếp trong một chu kỳ của bảng tuần hoàn và có tổng số điện tích hạt nhân là 25.

b) X,Y thuộc 2 chu kỳ kế tiếp và cùng một phân nhóm chính trong bảng tuần hoàn. Tổng điện tích hạt nhân là 32.

c) X,Y ở 2 nhóm (A) liên tiếp, 2 chu kỳ liên tiếp. Tổng điện tích hạt nhân là 31.

Hướng dẫn:

a) → X là nhôm (Al) ; Y là magie (Mg)

b) (1)

X,Y thuộc một nhóm và 2 chu kỳ liên tiếp nên có 2 trường hợp

•Trường hợp 1: (2)

Giải (1,2) được :

→ X là canxi (Ca) ; Y là magie (Mg)

•Trường hợp 2:

Giải phương trình (1,3) được: (loại, vì không liên tiếp)

c) X,Y thuộc 2 nhóm A liên tiếp, thuộc 2 chu kỳ liên tiếp nên chúng ở vị trí chéo nhau trong bảng tuần hoàn

Theo đề ta có: (1)

→ có 1 nguyên tố ở chu kỳ nhỏ

•Trường hợp1: (2)

Từ (1) và (2) ⇒

Vậy X là canxi (Ca) ; Y là Sodium (Na)

•Trường hợp2: (3)

Từ (1) và (3) ⇒

Vậy X là Kali (K) ; Y Magnesium (Mg)

Bài 4: Hai nguyên tố A,B ở hai nhóm liên tiếp trong bảng tuần hoàn (nhóm không chứa các kim loại chuyển tiếp), B thuộc nhóm V. Tổng số electron trong các nguyên tử A và B là 23. Khi nung nóng đơn chất A với đơn chất B thì xảy ra phản ứng và thu được một hợp chất X.

a) Xác định vị trí của A,B trong bảng tuần hoàn.

b) Cho x mol X tác dụng với dung dịch chứa y mol NaOH tạo ra hai hợp chất Y và Z đều có thể tác dụng được với dung dịch NaOH. Xác định mối tương quan giữa x và y.

Phân tích:

• Các dữ kiện quan trọng để xác định 2 nguyên tố A,B:

-A,B thuộc 2 nhóm liên tiếp mà B thuộc nhóm V nên → A thuộc nhóm IV hoặc nhóm VI.

-Tổng số electron bằng 23 → < 30 → cả A,B đều thuộc chu kỳ nhỏ.

-Đơn chất của A tác dụng được đơn chất B (dữ kiện này cho để biện luận).

Phân tích:

a) Theo đề bài ta có: ⇒

Vì tổng số electron = tổng số proton = 23 < 30 nên cả A,B thuộc chu kỳ nhỏ.

B ở nhóm V ⇒

Vậy A là oxi (O), B là photpho (P) → Hợp chất X là P₂O₅

Vị trí Oxygen trong bảng tuần hoàn: ô thứ 8, chu kỳ 2, nhóm VI

Vị trí phosphorus trong bảng tuần hoàn: ô thứ 15, chu kỳ 3, nhóm V

b) Vì sản phẩm Y, Z tác dụng được với NaOH nên Y,Z là Na₂HPO₄ và NaH₂PO₄.

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

x 2x (mol)

H₃PO₄ + 2NaOH → Na₂HPO₄ + 2H₂O

H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O

Theo phản ứng: ⇒

Bài 5: Hai nguyên tố X,Y thuộc các nhóm A và đứng kế tiếp trong cùng một chu kỳ của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Biết rằng:

- Lấy 9,3 gam X thì có số mol nhiều hơn số mol của 3,2 gam Y là 0,2 mol.

- Số nơtron trong nguyên tử X bằng số nơtron trong nguyên tử Y.

Xác định các nguyên tố X,Y?

Phân tích:

•Kiến thức quan trọng:

Hai nguyên tố liên tiếp trong một chu kỳ → hơn nhau 1 proton

Số nơtron bằng nhau

→ NTK hơn nhau 1 amu

• Hướng giải: Chia thành 2 trường hợp

*Trường hợp 1: nguyên tử khối X lớn hơn nguyên tử khối Y

*Trường hợp 2: Ngược lại

Hướng dẫn:

Vì X,Y ở vị trí liên tiếp trong một chu kỳ nên hơn nhau 1 proton.

Mặt khác: số nơtron của X và Y bằng nhau

Vậy nguyên tử khối X,Y hơn nhau 1 amu

Gọi X,Y lần lượt là nguyên tử khối của X và Y.

•Trường hợp 1:

Theo đề ta có:

•Trường hợp 2:

Theo đề ta có:

Chọn X = 31 ⇒ Y = 31 + 1 = 32

Vậy X là Phosphorus (P) ; Y là Sulfur (S)

Bài 6: Hòa tan hoàn toàn 8,7 gam một hỗn hợp gồm kali và một kim loại M (thuộc nhóm IIA) trong dung dịch HCl dư, thì thu được 5,6 dm³ H₂ (đktc). Nếu hòa tan hoàn toàn 9 gam kim loại M trong dung dịch HCl dư, thì thể tích khí H₂ sinh ra chưa đến 12,174 lít (đkc). Hãy xác định tên kim loại M.

(Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh An Giang, năm học 2012-2013)

Phân tích:

Kim loại M thuộc nhón IIA → M có hóa trị II.

Mấu chốt bài toán ở chỗ khi cho riêng 9 gam M tác dụng với HCl dư thì lượng H₂ sinh ra chưa tới 12,174 lít (đkc). Từ giới hạn số mol của số mol H₂ ta sẽ xác định được giới hạn của khối lượng mol M → biện luận theo khoảng (cực trị).

Hướng dẫn:

•Thí nghiệm 1: Tính được:

Đặt M = 2A (với A hóa trị I ; M_A = 0,5M )

K + HCl → KCl + ½ H₂ ↑

A + HCl → ACl + ½ H₂ ↑

Theo phản ứng thấy:

⇒

•Thí nghiệm 2:

M + 2HCl → MCl₂ + H₂ ↑

→

Theo đề ⇒

Từ (1),(2) ⇒ 18,3 < M < 38,4 ⇒ M = 24 là thỏa mãn.

Vậy M là kim loại Magnesium (Mg)

Bài 7: Cho các nguyên tố: S, Mg, Al, P, O, Si, Na. Hãy sắp xếp các nguyên tố đã cho từ trái qua phải theo chiều giảm dần tính kim loại và tính phi kim. Giải thích?

(Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh Phú Thọ, năm học 2012-2013)

Hướng dẫn:

Theo quy luật biến đổi tính chất của các đơn chất trong bảng tuần hoàn, ta có:

-Theo chu kỳ, từ trái → phải: tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần.

- Theo nhóm, từ trên xuống: tính kim loại tăng dần, phi kim yếu dần

Sắp xếp: Na Mg Al (giảm dần tính kim loại)

O S P Si (giảm dần tính phi kim)

Hoặc: Na,Mg,Al, Si,P,S,O (giảm dần tính kim loại, tăng dần tính phi kim)

Bài 8: Cho hai nguyên tố M và X đều ở nhóm chính trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Nguyên tố M ở nhóm I, nguyên tố X có oxit cao nhất có dạng X₂O₇. Biết M, X ở các chu kỳ 2,3 hoặc 4.

a) Nguyên tố X ở nhóm nào của bảng tuần hoàn?

b) X có thể là những nguyên tố nào? kim loại hay phi kim?

c) Cho 4,7 gam oxit của M tác dụng vừa đủ với 200 gam dung dịch HX 4,05% để tạo muối. Xác định tên của 2 nguyên tố M, X (với H là nguyên tố Hydrogen).

Hướng dẫn:

a) Từ công thức oxit: X₂O₇ ⇒ X có hóa trị cao nhất bằng VII

Vậy X thuộc nhóm VII trong bảng tuấn hoàn.

b) X là phi kim, X có thể là: F, Cl, Br

c)

Phương trình hóa học:

M₂O + 2HX → 2MX + H₂O

Theo phản ứng ta có tỷ lệ hợp thức:

• Biện luận: Theo (*)

Vậy M là Potassium (K) ; X là Bromine (Br)

Bài 9: Hợp chất X gồm 2 nguyên tố A,B có công thức A_xB_y và x + y = 4. Tổng số proton trong phân tử A_xB_y bằng 10 (số proton của A nhỏ hơn số proton của B).

a) Hỏi A,B thuộc chu kỳ nào theo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

b) Xác định công thức hóa học của A_xB_y.

Phân tích:

Mặc dù số các dữ kiện định lượng đề bài cho là rất ít, song tổng số prton trong phân tử lại rất nhỏ nên có nhiều thuận lợi trong biện luận. xác định số proton.

Từ đề bài ta có: (1) ; x + y = 5 (2) đây là cơ sở để ta sử dụng biện luận theo giá trị trung bình.

Hướng dẫn:

a) Theo đề ta có:

Theo tính chất trung bình ⇒ ⇒ A có thể là H (1) hoặc He(2)

Vì He là nguyên tố trơ nên chọn A là Hydrogen (H) → thuộc chu kỳ 1

Vì ⇒ → B thuộc chu kỳ 2

b) Ta có: (*)

• Biện luận (theo *)

Vậy công thức của X là NH₃

Bài 10: Nguyên tố R thuộc nhóm chính trong bảng tuần hoàn (nhóm không có kim loại chuyển tiếp). Hợp chất của nguyên tố R với nguyên tố hidro có dạng RH₂. Trong oxit ứng với hóa trị cao nhất của R có chứa 28,571% oxi (theo khối lượng).

a) Xác định nguyên tố R và công thức oxit ứng với hóa trị cao nhất.

b) Cho 1,12 gam oxit của R tan hết trong nước dư thu được 740 gam dung dịch X. Dung dịch X tác dụng tối đa với m gam dung dịch NaHCO₃ 3,0545% thu được dung dịch Y. Tính m và nồng độ phần trăm của chất tan trong dung dịch Y.

Phân tích:

• Kiến thức quan trọng:

Nguyên tố R tạo hợp chất với H mà không nói là hợp chất khí → R có thể là kim loại hoặc phi kim.

Nếu R là kim loại → hóa trị trong hợp chất với H bằng hóa trị trong oxit

Nếu R là phi kim → hóa trị trong oxit cao nhất = 8 – hóa trị (với H)

Hướng dẫn:

a)R tạo hợp chất với hidro có dạng RH₂ → oxit cao nhất có thể là RO hoặc RO₃

•Trường hợp 1: Nếu R là phi kim nhóm VI ⇒ oxit RO₃

Theo đề ta có: (loại)

•Trường hợp 2: Nếu R là kim loại nhóm II ⇒ oxit RO

Theo đề ta có: (Ca)

Vậy công thức oxit CaO

b) Tính số mol CaO = 0,02 (mol)

Các phương trình phản ứng:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

0,02 0,02 (mol)

Ca(OH)₂ + 2NaHCO₃ → CaCO₃ ↓ + Na₂CO₃ + 2H₂O

0,02 → 0,04 0,02 0,02 (mol)

Khối lượng dung dịch NaHCO₃ : m =

Khối lượng dung dịch Y:

→

Dạng 3: Xác định 2 nguyên tố A, B trong cùng một hợp chất A_xB_y khi biết một số dữ kiện.

a) Phương pháp:

b) Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Một hợp chất có công thức MA_x (trong đó M chiếm 46,667% về khối lượng). M là kim loại, A là phi kim ở chu kỳ 3. Trong hạt nhân của M có số nơtron nhiều hơn số proton là 4, trong hạt nhân của A có số nơtron bằng số proton. Tổng số proton trong MA_x là 58. Xác định số proton, số nơtron, tên nguyên tố M, A và công thức hóa học của MA_x.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa Quảng Nam, năm học 2013-2014)

Phân tích:

Đề cho 2 loại dữ kiện (số hạt và tỷ lệ khối lượng) không tương thích. Do vậy, mỗi nguyên tố ta cần chuyển NTK thành số hạt: NTK = số pron + số nơtron.

Hướng dẫn:

Gọi p, n lần lượt là số proton và notron của M → p + n = 2p + 4

Gọi p’ là số pronton của A →

Theo đề bài ta có :

Ta có: → 2p –1,75p’x = - 4 (1)

Mặt khác: p + p’.x = 58 (2)

Giải hệ phương trình (1,2) được: p = 26 ; p’.x = 32

Vậy  ; nguyên tố M là Iron (Fe)

Ta có :

Phi kim A ở chu kỳ 3 nên → vỏ nguyên tử gồm : 2e/8e/xe

Vì A là phi kim nên → số e lớp ngoài cùng lớn hơn 3

⇒ 13 < p’ < 18

(giải thích : 18 là số hiệu của nguyên tố cuối cùng của chu kỳ 3)

Ta có: 13 < p’ = < 18 → 1,78 < x < 2,46 → x = 2 ; p’= n’ = 16 (S)

Vậy A là nguyên tố Sulfur (S) → CTHH của hợp chất: FeS₂

Hoặc lập bảng biện luận:

Ví dụ 2: Một hợp chất (M) có phân tử dạng X₂Y₃ (X là kim loại,Y là phi kim), biết tổng số proton trong phân tử là 76 hạt. Trong hạt nhân nguyên tử X có sô nơtron hơn số proton 4 hạt; trong hạt nhân nguyên tử Y có số nơtron bằng số proton. Nguyên tử khối của X hơn nguyên tử khối của Y 40 amu.

Xác định công thức hóa học của (M); (A); (B); (C); (D); (E); (F);(Q) và hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau (ghi rõ điều kiện nếu có):

Phân tích:

Tương tự như ví dụ 7, bài tập này đề cho 2 loại đại lượng có đơn vị khác nhau (hạt và amu). Để đơn giản trong tính toán ta chuyển chúng về cùng một loại.

Kiến thức cần chú ý: PTK =

Hướng dẫn:

Tổng số proton trong phân tử là hạt

→ tổng số nơtron trong phân tử :

Phân tử khối của X₂Y₃ là:

Giả sử X,.Y cũng là nguyên tử khối của các nguyên tố X,Y

Ta có:

CTHH của (M) là Fe₂O₃

(A): CO ; (B): H₂ ; (C): Al (hoặc C) ; (X): Fe

(D): FeCl₃ ; (E): Fe(NO₃)₃ ; (F): Fe₂(SO₄)₃ ; (Q): Fe(OH)₃

Các phương trình phản ứng:

3CO + Fe₂O₃ 2Fe + 3CO₂

3H₂ + Fe₂O₃ 2Fe + 3H₂O

2Al + Fe₂O₃ 2Fe + Al₂O₃

2Fe + 3Cl₂ 2FeCl₃

FeCl₃ + 3AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3AgCl ↓

2Fe(NO₃)₃ Fe₂O₃ + 3H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃ ↓ + 3Na₂SO₄

C. Bài tập giải chi tiết

Hướng dẫn:

Cách 1: Phương pháp chuyển khối lượng thành số hạt.

Gọi p, p’ lần lượt là số proton của mối nguyên tử M, X.

NTK(M) = p + p + 1 = 2p +1

NTK(Y) = p’ + p’= 2p’

Ta có: 2p + p’ = 46 (1)

Mặt khác: (2)

Giải phương trình (1,2) p = 19 hay NTK(M) = 19.2 +1 =39 (K); p’ = 8

NTK(X) = 2.8 = 16 (O)

Công thức hóa học của (A): K₂O

Cách 2: Phương pháp chuyển số hạt thành khối lượng

Tổng số hạt nơtron trong A: N = 46 + 2.1 + 1.0 = 48 hạt

PTK(A) = 46 + 48 = 94 đvC

Xét phân tử M₂Y:

2.39 + X = 94 nên X = 16(O)

Vậy CTHH của (A): K₂O

Hướng dẫn:

Vì A gồm 2 nguyên tử X và x nguyên tử Y nên CTHH của A: X₂Y_x

Gọi tổng số proton, nơ tron trong A lần lượt là P, N.

Theo đề bài ta có: giải ra ta có P = 50; N = 52.

TK(X₂Y_x) = P + N = 50 + 52 = 102 (amu)

Vì trong A nguyên tố X chiếm 52,94 % theo khối lượng nên

M_X = 27 amu (Al). Từ đó ta có: 54 + x.M_Y = 102 M_Y = (1)

Với 1. Từ đó với x =3 ; M_Y= 16 thỏa mãn. Y là nguyên tố Oxygen (O).

CTHH của A là: Al₂O₃

Hướng dẫn:

- Với nguyên tử M: Theo đề bài có n = p + 4 nên:

NTK(M) = p + n = p + (p + 4) = 2p + 4.

- Với nguyên tử R có n’ = p’ nên NTK(R) = 2p’.

Theo đề bài ta có: %m_R = 6,667% hay hay (1)

Mặt khác: tổng số proton trong phân tử bằng 84 nên: ap + bp’ = 84 (2)

Từ (1), (2) ta có: 15bp’ = 84 + 2a nên (*)

Biện luận: Từ (*) suy ra a < 4, nên với a = 3, p’ = 6 thỏa mãn.

Từ đó tính được b =1; p = 26. Vậy M là Iron (Fe); R là Carbon (C). Công thức của A: Fe₃C.

Hướng dẫn:

Gọi số hạt mỗi loại trong nguyên tử X lần lượt là p_X, n_X,e_X; trong nguyên tử Y lần lượt là p_Y, n_Y, e_Y.
Ta có: (2p_X + n_X) + 2.(2p_Y + n_Y) = 69 (1)

(2p_X + 4p_Y) – n_X – 2n_Y = 23 (2)

2p_X – 2p_X = - 2 (3)

Từ (1), (2), (3) ta có p_X = 7; p_Y = 8

Vậy X là N và Y là O ⇒ CTHH của A là NO₂

Hướng dẫn:

- Gọi p, n lần lượt là số proton và nơtron của M. Với n = p + 4 nên:

NTK(M) = p + n = p + (p + 4) = 2p + 4.

- Gọi p’, n’ là số proton của A với n’ = p’ từ đó ta có:

NTK(A) = p’ + n’ = p’ + p’ = 2p’.

Theo đề bài: M chiếm 46,667% về khối lượng nên ta có:

(1)

Mặt khác tổng số proton trong MA_x là 58 nên: p + p’.x = 58 (2)

Từ (1), (2) được: p = 26; p’x = 32.

Vậy p_M = 26; n_M = 26 + 4 = 30. Nguyên tố M là Iron (Fe)

Ta có p’ = . Vì A là phi kim ở chu kỳ 3 nên 13< p’<18 hay 13< < 18

hay 1,78<x<2,46 nên x = 2; p’ = n’ = 16.

Vậy A là nguyên tố Sulfur (S), công thức hóa học của hợp chất: FeS₂

Hướng dẫn:

Vì A có công thức R₂X, trong đó R chiếm 74,19% về khối lượng nên ta có : (1)

n_R – p_R = 1 ⇒ n_R = p_R + 1 (2)

p_X = n_X (3)

2p_R + p_X = 30 ⇒ p_X = 30 – 2p_R (4)

Mà NTK = p + n (5)

Thế (2), (3), (4), (5) vào (1) ta có

⇒ p_R = 11⇒ NTK(R) = p_R + n_R = 11+ (11 +1) = 23 (Na)

Thế p_R vào (4) ⇒ p_X = 8 ⇒ M_X = 8+ 8 = 16 (Oxygen)

Vậy CTHH của A là Na₂O.

Hướng dẫn:

Gọi p_M, p_X lần lượt là số proton trong hạt nhân nguyên tử của M và X.

n_M, n_X lần lượt là số nơtron trong các nguyên tử M và X

Ta có : 2(2p_M + p_X) + 2n_M + n_X = 140 (1)

Vì số hạt mang điện trong phân tử nhiều hơn số hạt không mang điện 44 nên (1)

2(2p_M + p_X) + [2(2p_M + p_X) – 44)] = 140 2p_M + p_X = 46 (2)

Mặt khác: p_M – p_X = 11 (3)

Từ (2) và (3) ⇒ p_M = 19 (K); p_X = 8 (O)

Vậy công thức cần tìm là K₂O.

Hướng dẫn:

Gọi p_M, n_M, e_M và p_X, n_X, e_M là số proton, nơtron, electron lần lượt của nguyên tử M và X. Ta có p_M = e_M; p_X = e_X.

Trong phân tử MX₂ có M chiếm 46,67% về khối lượng nên:

(1)

Mặt khác: n_M = p_M + 4 (2)

n_X = p_X (3)

Trong phân tử MX₂ có tổng số proton bằng 58 nên:

p_M + 2p_X = 58 (4)

Kết hợp (1), (2), (3), (4) ta tìm ra p_M = 26 = Z (M là Fe), n_M = 30. p_X = n_X =16 (X là S). Công thức phân tử của A là FeS₂ (pirit sắt).

Hướng dẫn:

Gọi p_x; n_x là số proton và nơtron của X, p_y; n_y là số proton và số nơtron của Y.

Theo bài ra ta có các phương trình:

(2p_x + n_x) + 2(2p_y + n_y) = 140 (1)

(2p_x + 4p_y) - (n_x + 2n_y) = 44 (2)

4p_y – 2p_x = 44 (3)

Giải (1), (2), (3) ra ta được p_x = 12 (Mg); p_y = 17 (Cl)

Vậy CTPT của A là MgCl₂.

Bài 10: Hợp chất A được tạo bởi kim loại M hóa trị II và nhóm XO_m hóa trị I. Tổng số proton trong một phân tử hợp chất A là 91. Tổng số proton trong một nhóm XO_m bằng tổng số proton trong 2 nguyên tử natri và canxi. Trong hạt nhân nguyên tử M có số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện là 6 hạt. Nguyên tố X thuộc chu kỳ 2 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

a)Tìm công thức phân tử của A.

b) Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau bằng phương trình hóa học:

Phân tích:

M hóa trị II, nhóm XO_m hóa trị I → công thức M(XO_m)₂

Từ số proton của phân tử và số proton nhóm XO_m → tính được = ?

Lập phương trình biểu diễn tổng số proton trong nhóm XO_m

☞Lưu ý: để xác định khoảng giá trị m thì dựa vào ví trí của X thuộc chu kỳ 2: đầu chu kỳ là Li (p=3), cuối chu kỳ là Ne (p=10) → .

Hướng dẫn:

a) Đặt công thức của A là: M(XO_m)₂

Tổng số proton trong nhóm XO_m là: (hạt)

Theo đề ta có: 29 → M là Cu.

⇒ số proton của M là

Ta có: 31 ⇒ (*)

Vì X thuộc chu kỳ 2 nên số proton của X:

Từ (*) ta suy ra:

⇒ (N) ⇒ công thức nhóm XO_m là: -NO₃

Công thức của hợp chất A là: Cu(NO₃)₂

b) Thực hiện sơ đồ chuyển hóa:

(1) Cu(NO₃)₂ CuO + 2NO₂ + ½ O₂

(2) CuO + H₂ Cu + H₂O

(3) Cu + 4HNO₃ đặc → Cu(NO₃)₂ + 2H₂O + 2NO₂

(4) 2NO₂ + 2NaOH + ½ O₂ → 2NaNO₃ + H₂O

(5) NaNO₃ NaNO₂ + ½ O₂

Phần C: Bài Tập Từ Các Đề Thi Chọn Lọc (tối thiểu 20 câu)

Dạng 1: Xác định nguyên tố khi biết tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử

Bài 1: Tổng số hạt p, n, e của hai nguyên tử A, B là 177, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 47. Số hạt mang điện của B nhiều hơn A là 8.

a) Xác định các nguyên tử A, B.

b) Cho 18,6 gam hỗn hợp X gồm A và B tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ thu được dung dịch X. Cô cạn X thu được 39,9 gam hỗn hợp muối khan. Nếu cho dung dịch X tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư thu được m gam kết tủa. Viết phương trình phản ứng xảy ra và tính giá trị m.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa tỉnh Thái Bình, năm học 2014-2015)

Phân tích:

a) Đề cho biết số hạt mang điện của B() nhiều hơn của A () 8 hạt. Để xác định số proton của mỗi nguyên tử thì ta cần tìm tổng số () từ 2 dữ kiện còn lại (tổng số hạt cơ bản và hiệu số hạt mang điện và không mang điện)

b) Kiến thức dễ sai:

FeCl₂ + 3AgNO₃ (dư) → Fe(NO₃)₃ + 2AgCl ↓ + Ag ↓

Hướng dẫn:

a) Theo đề ta có:

Vậy A là Iron (Fe) ; B là Zinc (Zn)

b) Các phương trình phản ứng:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ ↑

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ ↑

ZnCl₂ + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2AgCl ↓

FeCl₂ + 3AgNO₃ (dư) → Fe(NO₃)₃ + 2AgCl ↓ + Ag ↓

Gọi x,y lần lượt là số mol ZnCl₂ và FeCl₂

→

Theo các phản ứng, ta có:

→

Bài 2: Nguyên tử của nguyên tố R có tổng số hạt e ,p và n là 48 , trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16.

a) Tìm nguyên tố R

b)Viết PTHH thực hiện dãy chuyển hóa sau (ghi rõ điều kiện nếu có):

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa Hùng Vương (Gia Lai), năm học 2012-2013)

Hướng dẫn:

a) Theo đề ta có:

Giải phương trình (1,2) được: p =16; n = 16

Vậy nguyên tố R là Sulfur (S)

b) Các phương trình hóa học của phản ứng:

(1) 2H₂S + 3O_{2 dư} 2SO₂ +2 H₂O

(2) 2SO₂ +O₂ 2SO₃

(3) nSO₃ + H₂SO_{4 đặc} → H₂SO₄.nSO₃

(4) H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O → (n+1)H₂SO₄

(5) H₂SO₄ + Na₂SO₃ → Na₂SO₄ + SO₂ ↑ + H₂O

(6) SO₂ + 2H₂S 3S + 2H₂O

Bài 3: Hạt nhân của một nguyên tử X có số hạt mang điện ít hơn hạt không mang điện là 4, có điện tích hạt nhân là 4,1652.10^–18C. Hãy tính tổng số hạt có trong một nguyên tử X ? (Cho 1 đơn vị điện tích = 1,602.10 ^{– 19}C).

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa Long An, năm học 2014-2015)

Phân tích:

Kiến thức mà ở cấp THCS các em học sinh thường ít quan tâm là đơn vị điện tích (tính theo CouLomb – viết tắt C). 1 đơn vị điện tích = 1,602.10^{– 19} (C).

Theo kiến thức tóm tắt ở phần “I- Kiến thức cần nhớ” thì số pronton = số đơn vị điện tích ht nhân. Như vậy số proton (p) =

Hướng dẫn:

Số proton: p = số đơn vị điện tích hạt nhân = (hạt)

Theo đề ta có: n = p + 4 = 26 + 4 = 30 (hạt)

Vậy tổng số hạt cơ bản : 2p + n = 2⋅26 + 30 = 82 hạt

Bài 4: Nguyên tử của nguyên tố R có tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử là 46. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 14. Cho biết vị trí của R trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa Quảng Nam, năm học 2010-2011)

Hướng dẫn:

Theo đề ta có:

Các lớp electron: 2e/8e/5e

Dựa theo sơ đồ phân bố các electron trong vỏ nguyên tử, ta thấy:

Nguyên tố R ở ô thứ 15; chu kỳ 3; nhóm V.

Bài 5: Nguyên tử X có ba lớp electron kí hiệu là 2/8/3.

- Xác định tên của nguyên tố X và giải thích.

- Đốt nóng X ở nhiệt độ cao trong không khí. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra (giả sử không khí chỉ gồm N₂ và O₂).

(Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh Gia Lai, năm học 2009-2010)

Hướng dẫn:

Nguyên tử X có 3 lớp electron: 2e/8e/3e

→ tổng số hạt pronton = tổng số electron

p = 2 + 8 + 3 = 13 hạt

Vậy nguyên tố X là Aluminium (Al)

Các phương trình hóa học xảy ra (có 2 phản ứng):

Bài 6: Cho biết tổng số hạt proton, nơtron, electron trong 2 nguyên tử của nguyên tố A và B là 78, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 26. Số hạt mang điện của A nhiều hơn số hạt mang điện của B là 28 hạt . Hỏi A, B là nguyên tố gì ?

(Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh Sóc Trăng, năm học 2011-2012)

Hướng dẫn:

Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử A là:

Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử B là:

Theo đề ta có:

⇒ A(Ca) ; B(C)

Dạng 2: Xác định 2 nguyên tố A,B trong bảng tuần hoàn khi biết tổng số proton trong 2 nguyên tử.

Bài 7: Một nguyên tố ở nhóm A của bảng tuần hoàn tạo ra được hai hợp chất clorua và hai hợp chất oxit. Khi hóa trị của nguyên tố trong hợp chất clorua và trong hợp chất oxit như nhau thì tỉ số phần trăm về khối lượng của clo trong hai hợp chất clorua là 1: 1,099 và tỉ số phần trăm về khối lượng của oxi trong hai hợp chất oxit là 1: 1,291.

a) Xác định nguyên tố đó.

b) Viết công thức phân tử của hai hợp chất clorua và hai hợp chất oxit.

(Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh Long An, năm học 2014-2015)

Phân tích:

Đây là bài toán tương đối phức tạp về tính toán. Mấu chốt bài toán ở chỗ tìm hóa trị của nguyên tố R trong 2 hợp chất, nếu tìm được tỷ lệ hóa trị thì việc xác định nguyên tố R rất dễ dàng.

Hướng dẫn:

Gọi x,y lần lượt là hóa trị của nguyên tố R

Công thức của 2 oxit là: RO_0,5x và RO_0,5y

Công thức của hợp chất clorua là: RCl_x, RCl_y

Theo đề bài ta có:

Từ (1) và (2) ⇒

Vì x,y nguyên dương nên ⇒ x = 3; y = 5

Thay x =3; y =5 vào (1) ⇒ R ≈ 31

Vậy nguyên tố R là Phosphoruc (P)

Công thức 2 oxit: P₂O₃ và P₂O₅

Công thức 2 hợp chất clorua: PCl₃, PCl₅

Bài 8: X và Y là hai nguyên tố halogen thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Hỗn hợp A gồm hai muối Sodium của hai nguyên tố X, Y. Để phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 12,975 gam hỗn hợp A cần dùng 300ml dung dịch 0,500M. Xác định hai nguyên tố X và Y.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa Nguyễn Du - Đăk Lăk, năm học 2013-2014)

Phân tích:

Tương tự như bài 5, đề cho hỗn hợp 2 muối Sodium của 2 nguyên tố halogen (nhóm VII) thuộc 2 chu kỳ liên tiếp. Do đó ta nên sử dụng giá trị trung bình.

Hướng dẫn:

Đặt công thức chung của hỗn hợp A là:

Phương trình hóa học:

⇒

Theo tính chất trung bình ⇒

Vì X,Y liên tiếp nên ⇒ X là Cl (M=35,5) ; Y là Br (M=80)

Bài 9: X,Y,Z là 3 nguyên tố liên tiếp trong cùng một chu kỳ nhỏ của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Biết rằng tổng số hạt proton trong 3 nguyên tử của 3 nguyên tố X,Y,Z là 36 và Z_X < Z_Y < Z_Z.

Xác định tên của các nguyên tố X,Y,Z và so sánh lực bazơ của các hidroxit tạo thành từ 3 nguyên tố đó.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa Lê Quý Đôn (Đà Nẵng), năm học 2011-2012)

Hướng dẫn:

Theo đề: X,Y,Z liên tiếp trong chu kỳ nhỏ và Z_X < Z_Y < Z_Z

⇒

Vậy

Vậy X,Y,Z lần lượt là: Na, Mg, Al

Tính kim loại giảm dần: Na > Mg > Al

→ lực bazơ giảm dần: NaOH > Mg(OH)₂ > Al(OH)₃.

Bài 10:

a) X, Y, Z theo thứ tự là ba nguyên tố liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số proton của X, Y, Z là 21. Xác định X, Y, Z ( p_X < p_y < p_Z ).

b) Hợp chất A được tạo bởi hai nguyên tố M và Z (trùng Z của câu a) có công thức M₂Z₃, trong A tổng số hạt cơn bản là 236. Trong hạt nhân M có n – p = 4, còn trong hạt nhân Z có n’ = p’. Xác định M₂Z₃.

(Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh Long An, năm học 2010-2011)

Hướng dẫn:

a) Gọi p là số proton trong X ⇒

⇒ ⇒ p = 6

Vậy X là Carbon (C) ; Y là nitơ (N); Z là Oxygen (O)

b) Công thức của (A) : M₂O₃

Gọi p,n lần lượt là số proton và số neutron của nguyên tử M

Theo đề ta có: 2(2p+n) + 3⋅24 = 236 ⇒ 2p + n = 82 (1)

Mặt khác: n – p = 4 (2)

Giải (1,2) ⇒ p = 26 ; n = 30 ⇒ M là Iron (Fe). Công thức của (A) là: Fe₂O₃

Bài 11: Phân tử M có công thức YX₂ cấu tạo từ nguyên tử của hai nguyên tố X, Y. Tổng số hạt proton, nơtron và electron trong phân tử M bằng 96 hạt. Hat nhân nguyên tử X, Y đều có số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện. Trong bảng tuần hoàn hóa học, hai nguyên tố X, Y thuộc cùng một nhóm (cột) và ở hai chu kì nhỏ (hàng) liên tiếp. Xác định công thức phân tử M.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa Trần Phú- Hải Phòng, năm học 2013-2014)

Phân tích:

Mấu chốt:

* X,Y thuộc một nhóm và 2 chu kỳ (nhỏ) liên tiếp → hơn nhau 8 proton

* Hạt nhân (không có e): hạt mang điện bằng số hạt không mang điện → p = n

Như vậy bài toán chỉ còn 2 ẩn số là

Hướng dẫn:

Nguyên tử X: số p = số e = số n =

Nguyên tử Y: số p = số e = số n =

Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử X:

Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử Y:

Xét phân tử YX₂ ta có: (1)

Vì X,Y thuộc 1 nhóm và 2 chu kỳ nhỏ liên tiếp nên có 2 trường hợp.

•Trường hợp 1: (2)

Giải (1,2) được: (loại)

•Trường hợp 2: (2)

Giải (1,2) được:

Vậy công thức phân tử của M là: SO₂

Dạng 3: Xác định 2 nguyên tố A, B trong cùng một hợp chất A_xB_y khi biết một số dữ kiện.

Bài 12: Hợp chất A được tạo bởi hai nguyên tố M, R có công thức M_aR_b trong đó
R chiếm 6,667% khối lượng. Trong hạt nhân nguyên tử M có n = p + 4, còn
hạt nhân nguyên tử R có n’ = p’ (trong đó n, p, n’, p’ là số nơtron và số
proton tương ứng của M và R). Biết rằng tổng số hạt proton trong phân tử A
bằng 84 và a + b = 4. Tìm công thức phân tử của A.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa tỉnh Bắc Ninh, năm học 2008-2009)

Phân tích:

Khi giải bài toán này thì cần áp dụng một số kiến thức then chốt sau:

* PTK = số p + số n

* Định luật thành phần không đổi: A_xB_y →

* Công thức tính tổng số proton trong phân tử

A_xB_y →

Hướng dẫn:

Công thức tổng quát của A: M_aR_b

Do: n = p + 4 ; n’ = p’ nên ⇒ ;

Theo đề ta có: ⇒ ap - 14bp’ = - 2a (1)

Mặt khác: ap + bp’ = 84 (2)

Lấy (2) trừ (1) ⇒ 15bp’ = 84 + 2a ⇒

Chỉ có a = 3; p’ = 6 là thỏa mãn.

Thay a = 3; b = 1; p’ = 6 vào (1) ⇒ p = 26

Vậy M là Iron (Fe) ; R là Carbon (C)

Công thức của A: Fe₃C

Bài 13: Nguyên tố R tạo thành hợp chất khí với hiđro có công thức hoá học là RH₃. Trong hợp chất có hoá trị cao nhất với oxygen thì R chiếm 25,93% về khối lượng.

a) Xác định nguyên tố R

b) So sánh tính chất hoá học cơ bản của nguyên tố R với oxygen và phosphorus. Giải thích ngắn gọn.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, năm học 2012-2013)

Phân tích:

Kiến thức quan trọng:

•Nguyên tố R tạo hợp chất khí với hidro RH₃ → R là phi kim

• Hóa trị PK (liên kết với H) + hóa trị cao nhất = 8. Vậy từ RH₃ → oxit có hóa trị cao nhất là R₂O₅

Hướng dẫn:

a) R có hợp chất khí với hidro nên R là nguyên tố phi kim

Từ công thức RH₃ ⇒ công thức oxit ở trạng thái hóa trị cao nhất: R₂O₅

Theo đề ta có: (g/mol)

Vậy nguyên tố R là Nitơ (N)

b) Xét vì trí của N,P,O trong bảng tuần hoàn.

Bài 14: Chất khí A được tạo bởi nguyên tố R và H có công thức RH₄, trong đó R chiếm 87,5% khối lượng. Đốt cháy A trong oxi dư thu được chất rắn B. Cho B tác dụng lần lượt với axit HF, NaOH (đặc, nóng) và Na₂CO₃ (đặc, nóng). Hãy xác định A, B và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa Lam Sơn (Thanh Hóa), năm học 2011-2012)

Phân tích:

Kiến thức đặc biệt trong bài là phản ứng của SiO₂ với dung dịch HF và Na₂CO₃ (kiến thức này tuy có trong sách giáo khoa hóa học lớp 9, nhưng nhiều học sinh ít quan tâm nó vì thuộc phần giảm tải- giảm tải không phải là bỏ mà là phần để giáo viên hướng dẫn học sinh tự học ở nhà).

Hướng dẫn:

Xét hợp chất khí: RH₄

Theo đề bài ta có:

Vậy công thức của A: SiH₄ ; B: SiO₂

Các phương trình phản ứng:

SiH₄ + 2O₂ SiO₂ + 2H₂O

SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O (*)

SiO₂ + 2NaOH đặc Na₂SiO₃ + H₂O

SiO₂ + Na₂CO₃ đặc Na₂SiO₃ + CO₂ ↑

☞Lưu ý: Phản ứng (*) giải thích vì sao thủy tinh tan được trong dung dịch HF. Người ta dùng dung dịch HF để thực hiện khắc hoa văn trên bề mặt thủy tinh.

Bài 15: Hợp chất A có công thức R₂X, trong đó R chiếm 74,19% về khối lượng. Trong hạt nhân của nguyên tử R có số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện là 1 hạt. Trong hạt nhân nguyên tử X có số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện. Tổng số proton trong phân tử R₂X là 30. Tìm công thức của R₂X.

(Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh Long An, năm học 2011-2012)

Phân tích:

Các dữ kiện đề cho gồm số hạt và tỷ lệ khối lượng, vì vậy khi giải ta cần chuyển về cùng một loại dữ kiện (khối lượng hoặc số hạt). Đây là cơ sở để ta xác định 2 hướng giải:

• Cách 1: Chuyển các dữ kiện khối lượng thành số hạt .

• Cách 2: Chuyển các dữ kiện số hạt thành khối lượng.

Hướng dẫn:

• Cách 1: Xác định nguyên tố theo số proton

Công thức tổng quát của A: R₂X

Gọi p, n lần lượt là số proton và nơtron của nguyên tử R.

Gọi p’, n’ lần lượt là số proton và nơtron của nguyên tử X.

⇒ Nguyên tử khối của R là: n + p = 2p + 1

Nguyên tử khối của X là: n’ + p’ = 2p’

Theo đề ta có:

Mặt khác: 2p + p’ = 30 (2)

Giải phương trình (1,2) được: p = 11; p’ = 8

Vậy R là Sodium (Na) ; X là Oxygen (O)

Công thức của hợp chất A là: Na₂O

• Cách 2: Xác định nguyên tố dựa theo nguyên tử khối.

Ta thấy: 1 nguyên tử R có số n – p = 1

Vậy 2 nguyên tử R có 2n – 2p = 2

Vậy tổng số nơtron trong phân tử R₂X là: hạt

Phân tử khối :

⇒ → R là Sodium (Na)

→ X là Oxygen (O)

Vậy công thức của hợp chất A là: Na₂O

Bài 16: Cho hợp chất X có công thức AB₂, mỗi phân tử có tổng số hạt proton là 18, X thỏa mãn các phương trình hóa học sau:

X + O_{2 (dư)} Y + Z ; X + Y A + Z ; X + Cl₂ A + HCl

a) Xác định công thức hóa học của chất X và hoàn thành các phương trình hóa học minh họa.

b) Khi cho chất Y lần lượt tác dụng với các dung dịch: nước brom, KMnO₄, KOH (thu được dung dịch vừa có phản ứng với BaCl₂, vừa có phản ứng với NaOH). Viết các phương trình hóa học xảy ra.

(Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9TP Hà Nội, năm học 2014-2015)

Phân tích:

Đề bài chỉ cho một dữ kiện định lượng là 18 proton, ở dữ kiện này ta sử dụng phép so sánh giữa số hạng và tổng (mỗi số hạng phải nhỏ hơn tổng của chúng → p_B <18/2 = 9). Mấu chốt bài tập nằm ở phản ứng: X + Cl₂ → A + HCl bởi vì từ đây ta biết được X có chứa nguyên tố hydrogen.

Hướng dẫn:

Theo đề bài : X + Cl₂ → A + HCl ;

→ X phải chứa nguyên tố hydrogen (H)

Mặt khác: Vì hóa trị của H nhỏ nhất (I) nên chỉ số H lớn nhất. Vậy B là nguyên tố hydrogen.

Theo đề ta có:

Vậy A là nguyên tố Sulfur (S)

Công thức của X là: H₂S

2H₂S + 3O₂ (dư) 2SO₂ + 2H₂O

(X) (Y) (Z)

2H₂S + SO₂ → 3S + 2H₂O

(A) (Z)

H₂S + Cl₂ → S + 2HCl

b) Phản ứng của Y (SO₂) với dung dịch Br₂, KMnO₄, KOH

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄

5SO₂ + 2H₂O + 2KMnO₄ → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄

Vì SO₂ + KOH → dung dịch vừa tác dụng được với BaCl₂, vừa tác dụng với NaOH nên phản ứng tạo 2 muối K₂SO₃, KHSO₃

SO_­2 + 2KOH → K₂SO₃ + H₂O

SO₂ + KOH → KHSO₃

K₂SO₃ + BaCl₂ → BaSO₃ ↓ + 2KCl

2KHSO₃ + 2NaOH → K₂SO₃ + Na₂SO₃ + 2H₂O

Bài 17: Tổng số hạt (p,n,e) trong hợp chất T (có công thức A₂B) bằng 52, trong đó số hạt không mang điện ít hơn số hạt mang điện là 20 hạt.

a) Tìm công thức hợp chất T, biết rằng hợp chất này có thể tạo thành từ phản ứng của các đơn chất nguyên tố A với nguyên tố B. Viết phản ứng xảy ra.

b) Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:(mỗi mũi tên là một phản ứng khác nhau, ghi rõ điều kiện nếu có):

(T) (Y) (Z) (Y)(Z)

(Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh Đồng Nai, năm học 2014-2015)

Phân tích:

Đây là bài toán ngắn gọn nhưng khá hay. Để giải bài toán đơn giản, ta nên chuyển các dữ kiện về số hạt thành phân tử khối.

Dễ dàng tìm được tổng số proton và tổng số nơtron (từ dữ kiện tổng số hạt là 52, hiệu số hạt mang điện và không mang điện là 20). Phân tử khối A₂B = tổng số proton + tổng số nơtron.

Hướng dẫn:

Gọi p,n lần lượt là số proton và nơtron trong phân tử A₂B

Theo đề bài ta có:

Phân tử khối của A₂B: (amu)

Ta có : =>

Vậy A là Hydrogen (H), B là Sulfur (S)

→ Công thức của hợp chất (T) là H₂S

Phản ứng của đơn chất A (H₂) với đơn chất B (S):

H ₂ + S H₂S

b) Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa:

(1) H₂S + 2NaOH → Na₂S + 2H₂O

(Y)

(2) Na₂S + H₂S → 2NaHS

(Z)

(3) NaHS + NaOH → Na₂S + H₂O

(Y)

(4) Na₂S + NH₄HS → 2NaHS + NH₃ ↑

(G) (Z)

Bài 18: Cho hợp chất X₂Y. Trong phân tử X₂Y tổng số hạt cơ bản là 140 và số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44 hạt. Nguyên tử khối của X lớn hơn nguyên tử khối của Y là 23. Tổng số hạt cơ bản trong X nhiều hơn trong Y là 34. Xác định số hạt proton, nơtron của X, Y và công thức hóa học của X₂Y.

Phân tích:

Bài toán cho các dữ kiện không tương thích (hạt và amu), vì vậy ta chuyển các dữ kiện khối lượng sang số hạt (hoặc ngược lại)

Từ tổng số hạt cơ bản (140) và hiệu số hạt mang điện và không mang điện (44) sẽ tính được số proton và nơtron trong toàn phân tử..

Lưu ý: Tổng số hạt cơ bản (2p + n) trừ cho NTK (n+n) sẽ được số proton.

Hướng dẫn:

Gọi p,n lần lượt là số proton và số nơtron trong phân tử X₂Y

Theo đề ta có:

Tổng số hạt cơ bản trong X hơn trong Y là 34 hạt và nguyên tử khối X hơn Y là 23 ⇒

Mặt khác:

Giải phương trình (1,2) →

Lại có:

Vậy X là Potassium (K) ; Y là Oxygen (O)

Bài 19: Hợp chất (M) được tạo thành bởi 2 nguyên tố A và B có công thức A_xB_y trong đó B chiếm 64% khối lượng. Trong hạt nhân nguyên tử A có n = p + 1, còn trong hạt nhân của B có n’=p’.Trong đó n,p,n’,p’là số nơtron và số proton tương ứng của các nguyên tử A, B. Biết rằng tổng số hạt proton trong phân tử (M) bằng 74 và x + y = 5. Hãy xác định công thức hóa học của hợp chất (M).

Hướng dẫn:

Công thức tổng quát của (M) là: A_xB_y

Nguyên tử A có

Nguyên tử B có

Theo đề bài ta có:

⇒

Mặt khác: xp + yp’ = 74 ⇔ 2xp + 2yp’ = 148 (2)

Lấy (2) trừ (1) được: 3,125yp’ = 148 + x ⇒ p’ =

*Biện luận:

Vậy x = 2 ; y = 3 , p’ = 16

Thay các giá trị x,y,p’ vào (2) được: 2p + 3⋅16 = 74 ⇒ p = 13

Vậy A là Aluminiumm (Al) ; B là Sulfur (S)

Công thức hóa học của hợp chất (M) là: Al₂S₃

Bài 20: Nguyên tử X và Y thuộc 2 nguyên tố phi kim, trong nguyên tử X và Y có số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện lần lượt là 14 và 16. Mặt khác, trong hợp chất XY_m nguyên tố X chiếm 15,0486% theo khối lượng, tổng số proton trong phân tử là 100, tổng số nơtron trong phân tử là 106.

-Tìm số proton và tên mỗi nguyên tố X,Y ? Công thức hợp chất XY_m?

Phân tích:

Tóm tắt:

•Phân tích sơ đồ thấy: Phải xác định giá trị chỗ dấu chấm hỏi (?) thì mới xác định , trong khi chỉ số m chưa xác định được.

Do đó việc giải toán theo các dữ kiện về số hạt thì rất phức tạp.

• Đề xuất hướng giải đơn giản hơn:

- Biết tổng số proton, tổng số nơtron → phân tử khối XY_m

- Từ % khối lượng của X → biện luận tìm X theo nguyên tử khối (hoặc số proton).

Hướng dẫn:

Phân tử khối

Theo đề ⇒ ⇒

⇒

Ta có: ; X là Phosphorus (P)

Ta có: 31 + m() = 206 ⇒ (với 1 ≤ m ≤ 5)

•Biện luận:

Vậy ; Y là Chlorine (Cl)

Công thức hóa học của hợp chất XY_m là PCl₅

Bài 21: Một hợp chất vô cơ có công thức XY₂ có tổng số proton trong phân tử là 38, nguyên tố X chiếm tỉ lệ về khối lượng là 15,79%. Trong hạt nhân của mỗi nguyên tử X,Y có số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện.

a) Xác định X,Y và công thức của hợp chất XY₂.

b) Đốt cháy hoàn toàn XY₂ với một lượng O₂ vừa đủ thu được hỗn hợp Z có 2 khí. Bằng phương hóa học, tách khí có phân tử khối nhỏ hơn ra khỏi hỗn hợp Z.

Hướng dẫn:

a)Theo đề bài ta có: mỗi nguyên tử X,Y có số hạt proton bằng số hạt neutron

→ Tổng số nơtron bằng 38 hạt

⇒ Phân tử khối XY₂ = 38⋅2 = 76 đvC

⇒

Vậy X là Carbon (C) ; Y là Sulfur (S)

Công thức của hợp chất XY₂ là: CS₂

b) Phương trình đốt cháy CS₂

CS₂ + 3O₂ CO₂ + 2SO₂

Hỗn hợp Z gồm : CO₂, SO₂

* Tách lấy CO₂: Dẫn hỗn hợp Z qua dung dịch Br₂ dư thì SO₂ bị hấp thụ hoàn toàn.

SO₂ + 2H₂O + Br₂ → H₂SO₄ + 2HBr

Thu khí bay ra được CO₂ tinh khiết.

================================