Bảng tuần hoàn hóa học là gì? Chúng có ý nghĩa như thế nào và cách để đọc ra sao? Cùng HCleaner tìm hiểu về chúng ngay sau bài viết này nhé!
Bảng tuần hoàn hóa học là gì?
Bảng tuần hoàn hay bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là một khái niệm rất quen thuộc với các bạn học sinh, sinh viên và những người làm trong lĩnh vực nghiên cứu hóa học. Đây là một phương pháp hữu hiệu giúp liệt kê các nguyên tố hóa học thành một bảng. Chúng được xây dựng dựa trên số hiệu nguyên tử (số proton trong hạt nhân), cấu hình electron cùng các tính chất hóa học đặc trưng của chúng.
Việc nắm vững bảng tuần hoàn là một bước quan trọng trong học tập và nghiên cứu. Nó giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu trúc của các nguyên tố, tính chất hóa học đặc trưng của chúng. Cũng như ứng dụng trong đời sống và công nghiệp.
Bảng tuần hoàn có bao nhiêu nguyên tố hóa học? Chúng được sắp xếp và phân loại như thế nào.
Bảng tuần hoàn hiện tại có 118 nguyên tố hóa học đã được phát hiện và công nhận. Các nguyên tố này được sắp xếp dựa trên số hiệu nguyên tử (số proton trong hạt nhân của nguyên tử) và chia thành các nhóm và chu kỳ khác nhau.
- Nguyên tố đầu tiên là hydro (H) với số hiệu nguyên tử là 1.
- Nguyên tố cuối cùng (tính đến thời điểm hiện tại) là oganesson (Og) với số hiệu nguyên tử là 118.
Trong số các nguyên tố này, có khoảng 94 nguyên tố xuất hiện tự nhiên trên Trái Đất, còn lại là các nguyên tố nhân tạo được tổng hợp trong phòng thí nghiệm.
Bảng tuần hoàn hóa học có thể được sắp xếp theo nhiều cách khác nhau để thể hiện tính chất hóa học và vật lý của các nguyên tố. Hiện tại có 4 cách sắp xếp chính, bao gồm theo nhóm, chu kỳ, khối, và phân loại khác. Dưới đây là phân tích chi tiết từng cách sắp xếp:
Sắp xếp theo Nhóm
- Nhóm là các cột dọc trong bảng tuần hoàn, đánh số từ 1A đến 8A (Từ nhóm 1A đến nhóm 7A, từ nhóm 1B đến nhóm 7B, nhóm 8B bao gồm 3 bột => 18 cột (16 nhóm). Các nguyên tố trong cùng một nhóm có số electron hóa trị giống nhau, nên chúng có tính chất hóa học tương tự nhau.
- Ví dụ, nhóm 1 gồm các kim loại kiềm (như natri, kali), dễ phản ứng mạnh với nước và có tính khử cao.
- Nhóm 7A là nhóm Halogen (như flo, clo), các nguyên tố này dễ nhận thêm electron để tạo thành ion âm, có tính oxy hóa mạnh.
- Nhóm 8A gồm các khí hiếm (như heli, neon), các nguyên tố này rất khó phản ứng do có lớp vỏ electron ngoài cùng đã bão hòa.
- Tính chất hóa học tương đồng: Các nguyên tố trong cùng một nhóm thường có tính chất hóa học tương tự nhau, do có số lượng electron ở lớp vỏ ngoài cùng giống nhau.
Sắp xếp theo Chu kỳ
-
Chu kỳ là các hàng ngang trong bảng tuần hoàn. Các nguyên tố trong cùng một chu kỳ có số lớp electron giống nhau, và tính chất hóa học thay đổi theo chiều từ trái sang phải.
- Trong một chu kỳ, số lớp electron tăng dần, ví dụ, các nguyên tố trong chu kỳ 1 chỉ có một lớp electron, còn chu kỳ 2 có hai lớp electron.
- Tính chất hóa học thay đổi theo chiều từ trái sang phải, ví dụ: từ các kim loại mạnh như natri (Na) đến phi kim như clo (Cl).
- Trong một chu kỳ, tính kim loại giảm dần và tính phi kim tăng lên từ trái sang phải.
-
Sự biến đổi tính chất: Khi đi từ trái sang phải trong cùng một chu kỳ, số proton và electron tăng lên, dẫn đến sự thay đổi tính chất hóa học, ví dụ như độ âm điện và bán kính nguyên tử.
Sắp xếp theo Khối
- Sắp xếp theo khối dựa trên loại phân lớp electron ngoài cùng mà các nguyên tố sở hữu. Các nguyên tố có thể được chia thành các khối chính: s, p, d, và f.
- Khối s: Bao gồm các nguyên tố có electron ngoài cùng ở phân lớp s, như các kim loại kiềm (nhóm 1) và kiềm thổ (nhóm 2).
- Khối p: Bao gồm các nguyên tố có electron ngoài cùng ở phân lớp p, ví dụ như các phi kim, halogen (nhóm 7A) và khí hiếm (nhóm 8A).
- Khối d: Bao gồm các nguyên tố chuyển tiếp, với electron ngoài cùng ở phân lớp d. Ví dụ như các kim loại chuyển tiếp (sắt, đồng, kẽm).
- Khối f: Bao gồm các nguyên tố lanthanide và actinide, có electron ngoài cùng ở phân lớp f.
- Tính chất nổi bật: Các nguyên tố trong cùng một khối có sự tương đồng về cấu trúc electron, dẫn đến một số tính chất hóa học và vật lý tương tự nhau.
Phân loại khác
Ngoài ba cách sắp xếp trên, bảng tuần hoàn còn có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, chẳng hạn như:
-
Kim loại, phi kim, á kim: Các nguyên tố có thể được phân loại dựa trên tính chất kim loại hoặc phi kim của chúng. Kim loại thường nằm ở phía trái bảng tuần hoàn, phi kim nằm phía bên phải, và á kim nằm ở giữa, có tính chất trung gian giữa kim loại và phi kim.
-
Nguyên tố chuyển tiếp và nguyên tố chuyển tiếp trong: Các nguyên tố thuộc khối d (nguyên tố chuyển tiếp) và khối f (nguyên tố chuyển tiếp trong) thường có tính chất đặc biệt liên quan đến tính chất từ tính, màu sắc, và tính chất hóa học phức tạp.
-
Tính chất hóa học cụ thể: Bảng tuần hoàn có thể được sắp xếp dựa trên các tính chất hóa học như độ âm điện, bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa, hoặc khả năng tạo liên kết.
Ý nghĩa của bảng tuần hoàn hóa học
Tổ chức và liệt kê các nguyên tố hóa học
Bảng tuần hoàn hóa học giúp tổ chức và liệt kê các nguyên tố hóa học theo một cấu trúc đơn giản và logic. Các nguyên tố được sắp xếp theo số hiệu nguyên tử (số proton trong hạt nhân), từ trái qua phải và từ trên xuống dưới, giúp cho việc theo dõi, tra cứu và tham chiếu thông tin về các nguyên tố trở nên dễ dàng.
Cung cấp thông tin về tính chất hóa học
Việc tổng hợp bảng này giúp cung cấp thông tin đầy đủ về các tính chất hóa học của các nguyên tố. Ví dụ tính kim loại hoặc tính phi kim, cấu hình electron… và nhiều tính chất hóa học đặc trưng khác. Điều này giúp người học có cái nhìn tổng quan về đặc điểm của các nguyên tố. Giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tính chất hóa học của chúng.
Dự đoán tính chất hóa học
Bảng tuần hoàn hóa học cũng giúp dự đoán các tính chất hóa học của các nguyên tố chưa được khám phá. Dựa trên vị trí của các nguyên tố trong bảng, ta có thể dự đoán tính chất hóa học của các nguyên tố kế tiếp trong chu kỳ hoặc trong nhóm, giúp định hướng cho nghiên cứu và ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.
Cung cấp cơ sở cho việc nghiên cứu hóa học
Đây là cơ sở để nghiên cứu và phát triển các lý thuyết hóa học, như lý thuyết cấu trúc nguyên tử và liên kết hóa học. Nó cũng là nền tảng cho việc tìm hiểu về cấu trúc của hệ thống hóa học, phản ứng hóa học, cấu trúc phân tử, và nhiều lĩnh vực hóa học khác. Bảng tuần hoàn hóa học cung cấp một cơ sở vững chắc cho việc hiểu về cấu trúc và tính chất của các nguyên tố hóa học, từ đó giúp định hướng và thúc đẩy hoạt động nghiên cứu hóa học.
Hỗ trợ trong giảng dạy và học tập
Bảng tuần hoàn hóa học là một công cụ hữu ích trong giảng dạy và học tập hóa học. học sinh, sinh viên và giáo viên dễ dàng tra cứu và hiểu về các nguyên tố hóa học. Đồng thời, nó cũng là một nguồn cung cấp thông tin hữu ích để thực hành và áp dụng các kiến thức hóa học vào thực tiễn.
Ứng dụng trong các lĩnh vực liên quan
Bảng tuần hoàn hóa học không chỉ được sử dụng trong lĩnh vực hóa học. Nó còn ứng dụng trong nhiều lĩnh vực liên quan khác như y học, công nghệ… và nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật khác. Các tính chất hóa học của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu và ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực này.
Tóm lại, bảng tuần hoàn hóa học là một công cụ cực kỳ quan trọng trong lĩnh vực hóa học, giúp tổ chức, liệt kê và cung cấp thông tin về tính chất hóa học của các nguyên tố hóa học. Nó có nhiều ứng dụng trong giảng dạy, học tập, nghiên cứu hóa học và các lĩnh vực liên quan khác, đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu về các nguyên tố hóa học và ứng dụng của chúng trong thực tế.
Bảng tuần hoàn hóa học Mendeleev là gì?
Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học Mendeleev là một trong những bước tiến lớn trong lịch sử khoa học, được nhà hóa học người Nga Dmitri Ivanovich Mendeleev tạo ra vào năm 1869. Đây là phiên bản ban đầu của bảng tuần hoàn hiện đại, và Mendeleev đã sử dụng nó để sắp xếp các nguyên tố dựa trên khối lượng nguyên tử và tính chất hóa học của chúng.
Ý tưởng chính của bảng tuần hoàn Mendeleev:
-
Sắp xếp theo khối lượng nguyên tử: Mendeleev xếp các nguyên tố theo thứ tự tăng dần của khối lượng nguyên tử, một yếu tố quan trọng vào thời điểm đó. Tuy nhiên, ông cũng tinh chỉnh các vị trí này để các nguyên tố có tính chất tương tự nằm cùng nhau trong các nhóm dọc.
-
Dự đoán các nguyên tố chưa phát hiện: Mendeleev đã để lại một số khoảng trống trong bảng của mình, nơi ông tin rằng các nguyên tố chưa được phát hiện sẽ xuất hiện. Dự đoán này đã được chứng minh là chính xác khi những nguyên tố như gallium (Ga) và germanium (Ge) sau này được tìm thấy, với tính chất gần như đúng theo những dự đoán của ông.
-
Quy luật tuần hoàn: Mendeleev nhận thấy rằng tính chất hóa học của các nguyên tố lặp lại một cách định kỳ khi sắp xếp chúng theo khối lượng nguyên tử. Điều này được gọi là quy luật tuần hoàn. Tính tuần hoàn trong tính chất hóa học là điểm nhấn quan trọng nhất trong bảng của ông.
Điểm khác biệt so với bảng tuần hoàn hiện đại:
- Khối lượng nguyên tử thay vì số hiệu nguyên tử: Mendeleev dựa vào khối lượng nguyên tử để sắp xếp các nguyên tố, trong khi bảng tuần hoàn hiện đại được sắp xếp theo số hiệu nguyên tử (số proton trong hạt nhân). Số hiệu nguyên tử chưa được biết đến vào thời điểm Mendeleev.
- Một số nguyên tố chưa được khám phá: Ở thời của Mendeleev, chỉ có khoảng 63 nguyên tố được biết đến, và ông đã để lại khoảng trống cho các nguyên tố chưa được phát hiện.
Tầm quan trọng của bảng tuần hoàn Mendeleev:
- Bảng tuần hoàn của Mendeleev không chỉ giúp sắp xếp các nguyên tố hóa học một cách hợp lý mà còn mở đường cho việc phát hiện các nguyên tố mới.
- Nó chứng minh được rằng tính chất hóa học của các nguyên tố có tính chu kỳ, từ đó tạo ra nền tảng cho bảng tuần hoàn hiện đại ngày nay.
Mặc dù bảng tuần hoàn Mendeleev đã được cải tiến và mở rộng theo thời gian, nhưng công trình của ông vẫn là nền tảng cốt lõi cho sự phát triển của hóa học hiện đại.
Một số mẹo học và ghi nhớ bảng tuần hoàn hóa học đơn giản nhất
Ghi nhớ theo dãy hoạt động hóa học của kim loại
Chắc chắn ai cũng sẽ đều nhớ đến một câu nói quen thuộc mà từ thời học sinh chúng ta đều truyền tai nhau:
“khi nào cần may áo giáp sắt nhớ sang phố hỏi cửa hàng Á Phi Âu.”
Dãy hoạt động hóa học của kim loại thường được viết như sau:
K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
Trong đó:
- K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe: Là những kim loại hoạt động mạnh, dễ dàng tham gia các phản ứng hóa học.
- Cu, Hg, Ag, Pt, Au: Là những kim loại hoạt động yếu, khó tham gia các phản ứng hóa học.
Một số lưu ý khi học dãy hoạt động hóa học:
- Thứ tự: Các kim loại được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về tính khử.
- Ứng dụng: Dãy hoạt động hóa học giúp chúng ta dự đoán được khả năng phản ứng của kim loại, từ đó ứng dụng vào việc điều chế kim loại, bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn,…
Ví dụ:
- Liti tác dụng với nước: 2Li + 2H2O → 2LiOH + H2
- Liti tác dụng với axit: 2Li + 2HCl → 2LiCl + H2
Ghi nhớ theo bài ca hóa trị
BÀI CA HÓA TRỊ SỐ 1
“Kali, lôt, Hidro
Natri với bạc, Clo một loài
Là hóa trị 1 bạn ơi
Nhớ ghi cho rõ kẻo rồi phân vân
Magiê, chì, Kẽm, thủy ngân
Canxi, Đồng ấy cũng gần Bari
Cuối cùng thêm chú Oxi
Hóa trị 2 ấy có gì khó khăn
Bác Nhôm hóa trị 3 lần
Ghi sâu trí nhớ khi cần có ngay
Cacbon, Silic này đây
Là hóa trị 4 không ngày nào quên
Sắt kia kể cũng quen tên
2, 3 lên xuống thật phiền lắm thôi
Nitơ rắc rối nhất đời
1, 2, 3, 4 khi thời thứ 5
Lưu huỳnh lắm lúc chơi khăm
Xuống 2, lên 51 khi nằm thứ 4
Photpho nói tới không dư
Nếu ai hỏi đến thì hừ rằng 5
Em ơi cố gắng học chăm
Bài ca hóa trị suốt năm rất cần“
BÀI CA HÓA TRỊ SỐ 2
Hidro (H) cùng với liti (Li)
Natri (Na) cùng với kali (K) chẳng rời
Ngoài ra còn bạc (Ag) sáng ngời
Chỉ mang hoá trị I thôi chớ nhầm
Riêng đồng (Cu) cùng với thuỷ ngân (Hg)
Thường II ít I chớ phân vân gì
Đổi thay II , IV là chì (Pb)
Điển hình hoá trị của chì là II
Bao giờ cùng hoá trị II
Là ôxi (O) , kẽm(Zn) chẳng sai chút gì
Ngoài ra còn có canxi (Ca)
Magiê (Mg) cùng với bari (Ba) một nhà
Bo (B) , nhôm (Al) thì hóa trị III
Cacbon (C) silic (Si) thiếc (Sn) là IV thôi
Thế nhưng phải nói thêm lời
Hóa trị II vẫn là nơi đi về
Sắt (Fe) II toan tính bộn bề
Không bền nên dễ biến liền sắt III
Phốtpho (P) III ít gặp mà
Photpho V chính người ta gặp nhiều
Nitơ (N) hoá trị bao nhiêu ?
I , II, III , IV phần nhiều tới V
Lưu hùynh (S) lắm lúc chơi khăm
Khi II lúc IV , VI tăng tột cùng
Clo (Cl) IOt lung tung
II III V VII thường thì I thôi
Mangan (Mn) rắc rối nhất đời
Đổi từ I đến VII thời mới yên
Hoá trị II dùng rất nhiều
Hoá trị VII cũng được yêu hay cần
Bài ca hoá trị thuộc lòng
Viết thông công thức đề phòng lãng quên
Học hành cố gắng cần chuyên
Siêng ôn chăm luyện tất nhiên nhớ nhiều
BÀI CA VỀ KÝ HIỆU HÓA HỌC
Ca là chú Can xi
Ba là cậu Bari họ hàng
Au tên gọi là Vàng
Ag là Bạc cùng làng với nhau
Viết Đồng C trước u sau (Cu)
Pb mà đứng cùng nhau là Chì
Al đấy tên gì?
Gọi Nhôm bác sẽ cười khì mà xem
Cacbon vốn tính nhọ nhem
Kí hiệu C đó bạn đem nhóm lò
Oxy O đấy lò dò
Gặp nhau hai bạn cùng hò cháy to
Cl là chú Clo
Lưu huỳnh em nhớ viết cho S (ét sờ).
Zn là Kẽm khó gì
Na gọi Natri học hàng
Br thật rõ ràng
Brom “người ấy” cùng làng Gari (Ga)
Fe chẳng khó chi
Gọi tên là sắt em ghi ngay vào
Hg chẳng khó tí nào
Thuỷ ngân em đọc tự hào chẳng sai
Bài ca nhắc bạn xa gần
Học chăm để nhớ khi cần viết ra.
BÀI CA NGUYÊN TỬ KHỐI
Hai ba Natri (Na=23)
Nhớ ghi cho rõ
Kali chẳng khó
Ba chín dễ dàng (K=39)
Khi nhắc đến Vàng
Một trăm chín bảy (Au=197)
Oxi gây cháy
Chỉ mười sáu thôi (O=16)
Còn Bạc dễ rồi
Một trăm lẻ tám (Ag =108)
Sắt màu trắng xám
Năm sáu có gì (Fe=56)
Nghĩ tới Beri
Nhớ ngay là chín (Be=9)
Gấp ba lần chín
Là của anh Nhôm (Al=27)
Còn của Crôm
Là năm hai đó (Cr=52)
Của Đồng đã rõ
Là sáu mươi tư (Cu =64)
Photpho không dư
Là ba mươi mốt (P=31)
Hai trăm lẻ một
Là của Thủy Ngân (Hg=201)
Chẳng phải ngại ngần
Nitơ mười bốn (N=14)
Hai lần mười bốn
Silic phi kim (Si=28)
Can xi dễ tìm
Bốn mươi vừa chẵn (Ca=40)
Mangan vừa vặn
Con số năm lăm (Mn=55)
Ba lăm phẩy năm
Clo chất khí (Cl=35.5)
Phải nhớ cho kỹ
Kẽm là sáu lăm (Zn=65)
Lưu huỳnh chơi khăm
Ba hai đã rõ (S=32)
Chẳng có gì khó
Cacbon mười hai (C=12)
Bari hơi dài
Một trăm ba bảy (Ba=137)
Phát nổ khi cháy
Cẩn thận vẫn hơn
Khối lượng giản đơn
Hiđrô là một (H=1)
Còn cậu Iốt
Ai hỏi nói ngay
Một trăm hai bảy (I=127)
Nếu hai lẻ bảy
Lại của anh Chì (Pb =207)
Brôm nhớ ghi
Tám mươi đã tỏ (Br = 80)
Nhưng vẫn còn đó
Magiê hai tư (Mg=24)
Chẳng phải chần trừ
Flo mười chín (F=19).
Ghi nhớ bằng thơ
- Hoàng hôn lặn bể Bắc (H – He – Li – Be – B)
- Chợt nhớ ở phương Nam (C – N – O – F – Ne)
- Nắng mai ánh sương phủ (Na – Mg – Al – Si – P)
- Song cửa ai không cài (S – Cl – Ar – K – Ca)
- Sớm tối vui ca múa (Sc – Ti – V – Cr – Mn)
- Phải có nhạc có kèn (Fe – Co – Ni – Cu – Zn)
Ngoài 2 cách trên thì còn rất nhiều mẹo bỏ túi để ghi nhớ bảng tuần hoàn rất hay. H’Cleaner sẽ chia sẻ cho các bạn qua bài viết sắp tới nhé! Mong rằng bài viết này sẽ giúp ích cho các bạn trong công việc và học tập!
Nguồn: Sưu tầm và tổng hợp từ nhiều nguồn