Bảng tuần hoàn hóa học đầy đủ 118 nguyên tố | Cách đọc và hóa trị

Bảng tuần hoàn hóa học là hệ thống sắp xếp các nguyên tố hóa học theo số hiệu nguyên tử và quy luật biến đổi tuần hoàn về cấu tạo, tính chất. Bảng tuần hoàn hiện hành gồm 118 nguyên tố, 7 chu kỳ và 18 nhóm, giúp tra cứu nhanh ký hiệu hóa học, số hiệu nguyên tử, nguyên tử khối, vị trí và đặc điểm của từng nguyên tố.

Bài viết cung cấp bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học đầy đủ theo chương trình mới, hướng dẫn cách đọc bảng tuần hoàn hóa học lớp 10, xác định ô nguyên tố, chu kỳ, nhóm, hóa trị thường gặp và vận dụng các quy luật tuần hoàn để giải bài tập.

Bảng tuần hoàn hóa học đầy đủ 118 nguyên tố

Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hiện có 118 nguyên tố, được sắp xếp theo chiều tăng dần của số hiệu nguyên tử. Các nguyên tố được tổ chức thành 7 chu kỳ theo hàng ngang và 18 nhóm theo chiều dọc, qua đó thể hiện mối liên hệ giữa cấu tạo nguyên tử và tính chất hóa học.

Bảng tuần hoàn hóa học đầy đủ có thể được sử dụng để tra cứu số hiệu nguyên tử, ký hiệu hóa học, tên nguyên tố, nguyên tử khối, chu kỳ và nhóm của từng nguyên tố. Trong chương trình Hóa học 10, bảng tuần hoàn còn là cơ sở để xác định cấu hình electron và dự đoán một số tính chất của nguyên tố.

Cách đọc bảng tuần hoàn hóa học

Để đọc bảng tuần hoàn hóa học, học sinh cần hiểu thông tin trong một ô nguyên tố, sau đó xác định được vị trí của nguyên tố theo chu kỳ và nhóm.

Cách đọc một ô nguyên tố

Mỗi nguyên tố chiếm một ô trong bảng tuần hoàn. Tùy từng loại bảng, lượng thông tin hiển thị có thể khác nhau, nhưng một ô nguyên tố thường có các dữ kiện cơ bản sau:

• Số hiệu nguyên tử Z: cho biết số proton trong hạt nhân. Với nguyên tử trung hòa, số proton bằng số electron.

• Ký hiệu hóa học: ký hiệu viết tắt của nguyên tố, ví dụ H, O, Na, Fe.

• Tên nguyên tố: tên gọi của nguyên tố hóa học.

• Nguyên tử khối trung bình: cho biết khối lượng nguyên tử trung bình của nguyên tố.

Công thức ghi nhớ:

Số thứ tự ô = Số hiệu nguyên tử Z = Số proton = Số electron của nguyên tử trung hòa.

Cách xác định chu kỳ

Chu kỳ là hàng ngang trong bảng tuần hoàn. Các nguyên tố thuộc cùng một chu kỳ có cùng số lớp electron.

Do đó:

Số thứ tự chu kỳ = Số lớp electron của nguyên tử.

Ví dụ, Sodium có cấu hình electron:

\[1s^2 2s^2 2p^6 3s^1\]

Nguyên tử có 3 lớp electron nên Sodium thuộc chu kỳ 3.

Cách xác định nhóm nguyên tố

Nhóm là cột dọc trong bảng tuần hoàn. Các nguyên tố trong cùng một nhóm thường có cấu hình electron lớp ngoài cùng tương tự và có nhiều tính chất hóa học gần giống nhau.

Đối với các nguyên tố nhóm A trong cách gọi truyền thống, số electron lớp ngoài cùng thường giúp xác định nhóm của nguyên tố.

Ví dụ, Chlorine có cấu hình electron:

\[1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5\]

Lớp ngoài cùng có 7 electron nên Chlorine thuộc nhóm VIIA theo cách gọi truyền thống, tương ứng nhóm 17 theo cách đánh số từ 1 đến 18.

Ví dụ cách đọc bảng tuần hoàn hóa học

Ví dụ 1: Sodium (Na), Z = 11

• Số hiệu nguyên tử: Z = 11 → ô số 11.

• Cấu hình electron: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^1\).

• Có 3 lớp electron → chu kỳ 3.

• Có 1 electron lớp ngoài cùng → nhóm IA, tương ứng nhóm 1.

• Sodium là kim loại kiềm.

Ví dụ 2: Chlorine (Cl), Z = 17

• Số hiệu nguyên tử: Z = 17 → ô số 17.

• Cấu hình electron: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5\).

• Có 3 lớp electron → chu kỳ 3.

• Có 7 electron lớp ngoài cùng → nhóm VIIA, tương ứng nhóm 17.

• Chlorine là phi kim thuộc nhóm halogen.

Cấu tạo bảng tuần hoàn hóa học lớp 10

Trong bảng tuần hoàn hóa học lớp 10, học sinh cần nắm ba thành phần cơ bản gồm ô nguyên tố, chu kỳ và nhóm nguyên tố. Ngoài ra, các nguyên tố còn được phân loại thành các khối s, p, d và f.

Ô nguyên tố

Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào một ô. Số thứ tự của ô chính là số hiệu nguyên tử Z của nguyên tố.

Thông tin thường gặp trong ô nguyên tố gồm:

• Số hiệu nguyên tử.

• Ký hiệu hóa học.

• Tên nguyên tố.

• Nguyên tử khối trung bình.

Chu kỳ

Chu kỳ là dãy các nguyên tố được xếp theo hàng ngang. Nguyên tử của các nguyên tố trong cùng một chu kỳ có cùng số lớp electron.

Bảng tuần hoàn có 7 chu kỳ:

• Chu kỳ 1: gồm 2 nguyên tố H và He.

• Chu kỳ 2: gồm 8 nguyên tố.

• Chu kỳ 3: gồm 8 nguyên tố.

• Chu kỳ 4: gồm 18 nguyên tố.

• Chu kỳ 5: gồm 18 nguyên tố.

• Chu kỳ 6: gồm 32 nguyên tố.

• Chu kỳ 7: gồm 32 nguyên tố, từ Francium (Fr) đến Oganesson (Og).

Nhóm nguyên tố

Nhóm là cột dọc trong bảng tuần hoàn. Theo cách đánh số hiện đại, bảng tuần hoàn gồm 18 nhóm, được đánh số từ 1 đến 18.

Trong cách ký hiệu truyền thống thường gặp ở chương trình phổ thông, các nhóm còn được chia thành nhóm A và nhóm B.

• Nhóm A: chủ yếu gồm các nguyên tố khối s và p.

• Nhóm B: chủ yếu gồm các nguyên tố chuyển tiếp thuộc khối d.

Phân loại nguyên tố theo khối s, p, d, f

Dựa vào phân lớp chứa electron được điền sau cùng, các nguyên tố có thể được chia thành bốn khối:

• Khối s: electron cuối cùng được điền vào phân lớp s.

• Khối p: electron cuối cùng được điền vào phân lớp p.

• Khối d: electron cuối cùng được điền vào phân lớp d.

• Khối f: electron cuối cùng được điền vào phân lớp f, gồm hai dãy thường được đặt riêng phía dưới bảng tuần hoàn.

Xét theo tính chất, các nguyên tố cũng thường được chia thành kim loại, phi kim, khí hiếm và một số nguyên tố có tính chất trung gian thường được gọi là á kim.

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

Bảng tuần hoàn hiện đại được xây dựng dựa trên cấu tạo nguyên tử và số hiệu nguyên tử. Có ba nguyên tắc chính:

• Nguyên tắc 1: Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tức số hiệu nguyên tử Z.

• Nguyên tắc 2: Các nguyên tố có cùng số lớp electron được xếp vào cùng một chu kỳ.

• Nguyên tắc 3: Các nguyên tố có cấu hình electron lớp ngoài cùng tương tự và tính chất gần giống nhau được xếp vào cùng một nhóm.

Nhờ cách sắp xếp này, vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn có mối liên hệ chặt chẽ với cấu hình electron và tính chất hóa học của nguyên tố.

Bảng tuần hoàn hóa học lớp 10 theo chương trình mới

Trong bảng tuần hoàn hóa học lớp 10 chương trình mới, học sinh tập trung vào nguyên tắc sắp xếp nguyên tố, cấu tạo bảng tuần hoàn, mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí nguyên tố, đồng thời vận dụng quy luật tuần hoàn để dự đoán tính chất.

Một điểm học sinh thường gặp trong sách và tài liệu mới là tên nguyên tố theo danh pháp quốc tế. Một số tên quen thuộc trước đây có thể được trình bày bằng tên tiếng Anh chuẩn.

Bảng tuần hoàn hóa học có hóa trị

Bảng tuần hoàn hóa học chuẩn không quy định một hóa trị duy nhất cho mỗi nguyên tố. Nhiều nguyên tố có thể thể hiện nhiều hóa trị trong các hợp chất khác nhau. Tuy nhiên, các bảng tuần hoàn phục vụ học tập thường bổ sung hóa trị thường gặp để học sinh thuận tiện tra cứu.

Vì vậy, khi sử dụng bảng tuần hoàn hóa học có hóa trị, cần hiểu các giá trị được ghi thường là những hóa trị phổ biến, không phải lúc nào cũng là hóa trị duy nhất của nguyên tố.

Cách xác định hóa trị dựa vào vị trí trong bảng tuần hoàn

Đối với nhiều nguyên tố nhóm A, vị trí trong bảng tuần hoàn có thể giúp dự đoán hóa trị thường gặp trong một số hợp chất.

Ví dụ:

• Sodium (Na) thuộc nhóm IA, thường có hóa trị I.

• Magnesium (Mg) thuộc nhóm IIA, thường có hóa trị II.

• Aluminium (Al) thuộc nhóm IIIA, thường có hóa trị III.

Với các nguyên tố có nhiều trạng thái liên kết như Fe, Cu, S, N hoặc Cl, cần xét cụ thể từng hợp chất thay vì chỉ dựa vào vị trí trong bảng tuần hoàn.

Bảng hóa trị thường gặp của một số nguyên tố

Lưu ý: Bảng trên tổng hợp một số hóa trị thường gặp nhằm hỗ trợ việc học và làm bài tập. Một số nguyên tố có thể có trạng thái liên kết khác tùy hợp chất.

Xu hướng biến đổi trong bảng tuần hoàn hóa học lớp 10

Các tính chất của nguyên tố biến đổi theo những xu hướng nhất định khi đi trong một chu kỳ hoặc trong một nhóm. Đây là nội dung quan trọng của Hóa học 10.

Bán kính nguyên tử

• Trong một chu kỳ từ trái sang phải: bán kính nguyên tử nhìn chung giảm dần.

• Trong một nhóm A từ trên xuống dưới: bán kính nguyên tử tăng dần.

Trong một chu kỳ, điện tích hạt nhân tăng trong khi số lớp electron không đổi, làm lực hút giữa hạt nhân và electron mạnh hơn. Trong một nhóm, số lớp electron tăng từ trên xuống dưới nên kích thước nguyên tử tăng.

Độ âm điện

Độ âm điện đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử khi tham gia liên kết hóa học.

• Trong một chu kỳ từ trái sang phải: độ âm điện nhìn chung tăng.

• Trong một nhóm A từ trên xuống dưới: độ âm điện nhìn chung giảm.

Fluorine là nguyên tố có độ âm điện lớn nhất.

Năng lượng ion hóa

Năng lượng ion hóa là năng lượng cần thiết để tách electron khỏi nguyên tử ở trạng thái khí.

• Trong một chu kỳ: năng lượng ion hóa thứ nhất nhìn chung tăng từ trái sang phải.

• Trong một nhóm: năng lượng ion hóa thứ nhất nhìn chung giảm từ trên xuống dưới.

Tính kim loại và tính phi kim

• Trong một chu kỳ từ trái sang phải: tính kim loại nhìn chung giảm, tính phi kim tăng.

• Trong một nhóm A từ trên xuống dưới: tính kim loại tăng, tính phi kim giảm.

Mẹo ghi nhớ: đi từ trái sang phải trong một chu kỳ, nguyên tố có xu hướng giảm tính kim loại và tăng tính phi kim; đi từ trên xuống dưới trong một nhóm A thì xu hướng ngược lại.

Tính acid - base của oxide và hydroxide

Trong một chu kỳ, khi đi từ trái sang phải, tính kim loại của nguyên tố giảm và tính phi kim tăng. Vì vậy, tính base của oxide và hydroxide tương ứng nhìn chung giảm, trong khi tính acid tăng.

Bảng tổng hợp xu hướng biến đổi

Lịch sử phát minh bảng tuần hoàn hóa học

Bảng tuần hoàn hiện đại là kết quả của quá trình nghiên cứu và phân loại các nguyên tố trong nhiều thế kỷ. Một cột mốc quan trọng diễn ra vào năm 1869, khi Dmitri Ivanovich Mendeleev và Julius Lothar Meyer độc lập xây dựng các hệ thống sắp xếp nguyên tố dựa trên quy luật biến đổi tính chất.

Mendeleev đã để trống một số vị trí trong bảng của mình và dự đoán sự tồn tại cũng như một số tính chất của các nguyên tố chưa được phát hiện. Khi các nguyên tố như Gallium và Germanium được tìm thấy, nhiều tính chất thực nghiệm phù hợp khá sát với những dự đoán trước đó.

Bảng tuần hoàn hiện đại không còn sắp xếp nguyên tố theo nguyên tử khối như cách tiếp cận ban đầu mà dựa trên số hiệu nguyên tử Z.

Năm 2016, tên của bốn nguyên tố Nihonium (Nh, Z = 113), Moscovium (Mc, Z = 115), Tennessine (Ts, Z = 117) và Oganesson (Og, Z = 118) được IUPAC chính thức công nhận, hoàn thiện chu kỳ 7 với 118 nguyên tố đã được đặt tên.

Bài tập bảng tuần hoàn hóa học lớp 10 có lời giải

Dạng 1: Xác định vị trí nguyên tố từ cấu hình electron

Đề bài: Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron kết thúc ở \(3p^4\). Xác định vị trí của X trong bảng tuần hoàn và cho biết X là kim loại hay phi kim.

Lời giải:

Cấu hình electron đầy đủ:

\[1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4\]

• Tổng số electron là 16 → Z = 16 → ô số 16.

• Có 3 lớp electron → chu kỳ 3.

• Lớp ngoài cùng có 6 electron → nhóm VIA, tương ứng nhóm 16.

• X là Sulfur (S), một phi kim.

Dạng 2: Suy ra cấu tạo và tính chất từ vị trí

Đề bài: Nguyên tố Y nằm ở chu kỳ 4, nhóm IIA.

a) Viết cấu hình electron của Y.

b) Xác định số proton.

c) Viết công thức oxide và hydroxide tương ứng.

Lời giải:

Chu kỳ 4, nhóm IIA tương ứng với Calcium (Ca).

Cấu hình electron:

\[1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2\]

Tổng số electron là 20 nên:

\[Z=20\]

Vậy nguyên tử có 20 proton.

• Oxide: \(\text{CaO}\).

• Hydroxide: \(\text{Ca(OH)}_2\).

Dạng 3: So sánh tính chất dựa vào xu hướng tuần hoàn

Đề bài: Cho các nguyên tố Sodium (Na, Z = 11), Magnesium (Mg, Z = 12) và Potassium (K, Z = 19).

a) Sắp xếp theo chiều tăng dần của bán kính nguyên tử.

b) Sắp xếp theo chiều giảm dần của tính kim loại.

Lời giải:

• Na: chu kỳ 3, nhóm 1.

• Mg: chu kỳ 3, nhóm 2.

• K: chu kỳ 4, nhóm 1.

Trong cùng chu kỳ 3:

\[R_{\mathrm{Mg}}\]

Trong cùng nhóm 1:

\[R_{\mathrm{Na}}\]

Vậy bán kính nguyên tử tăng dần:

\[\mathrm{Mg}<\mathrm{Na}<\mathrm{K}\]

Tính kim loại giảm dần:

\[\mathrm{K}>\mathrm{Na}>\mathrm{Mg}\]

Câu hỏi thường gặp về bảng tuần hoàn hóa học

Bảng tuần hoàn hóa học có bao nhiêu nguyên tố?

Bảng tuần hoàn hóa học hiện có 118 nguyên tố, từ Hydrogen có số hiệu nguyên tử 1 đến Oganesson có số hiệu nguyên tử 118.

Bảng tuần hoàn hóa học có bao nhiêu chu kỳ?

Bảng tuần hoàn hiện có 7 chu kỳ. Chu kỳ 1 có 2 nguyên tố, chu kỳ 2 và 3 mỗi chu kỳ có 8 nguyên tố, chu kỳ 4 và 5 mỗi chu kỳ có 18 nguyên tố, còn chu kỳ 6 và 7 mỗi chu kỳ có 32 nguyên tố.

Bảng tuần hoàn hóa học có bao nhiêu nhóm?

Theo cách đánh số hiện đại, bảng tuần hoàn có 18 nhóm, được đánh số từ 1 đến 18.

Bảng tuần hoàn hóa học mới nhất có bao nhiêu nguyên tố?

Bảng tuần hoàn hóa học mới nhất hiện gồm 118 nguyên tố đã được công nhận và đặt tên. Chu kỳ 7 đã được hoàn thiện đến nguyên tố Oganesson (Og), có số hiệu nguyên tử 118.

Có thể xác định hóa trị từ bảng tuần hoàn hóa học không?

Có thể dựa vào vị trí của một số nguyên tố nhóm A để dự đoán hóa trị thường gặp. Tuy nhiên, nhiều nguyên tố có nhiều hóa trị khác nhau nên không thể coi vị trí trong bảng tuần hoàn là cách xác định duy nhất cho mọi trường hợp.

Bảng tuần hoàn hóa học lớp 10 cần học những nội dung nào?

Trong chương trình Hóa học 10, học sinh cần nắm nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố, cấu tạo bảng tuần hoàn, cách xác định ô nguyên tố, chu kỳ và nhóm, mối liên hệ với cấu hình electron và các xu hướng biến đổi tính chất của nguyên tố.

Tham khảo thêm: Định luật tuần hoàn | Nội dung, phát biểu và ý nghĩa Hóa 10.

Bảng tuần hoàn hóa học chính là chìa khóa vạn năng mở ra cánh cửa của toàn bộ chương trình Hóa học phổ thông. Việc hiểu rõ cấu tạo nguyên tử và các quy luật biến đổi sẽ giúp học sin dễ dàng tự học các chương khó phía sau như Liên kết hóa học hay Phản ứng oxi hóa – khử.

Để tiếp tục bứt phá điểm số và làm chủ môn Hóa học 10, học sinh hãy tham khảo thêm kho tàng bài giảng chất lượng cao tại chuyên mục bài viết Hóa học của ZIM Academy.