Xác định vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn

Từ cấu hình electron nguyên tử của một nguyên tố hóa học, ta có thể xác định được vị trí của nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn theo quy tắc sau:

- Số thứ tự của ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.

- Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron trong nguyên tử của nguyên tố.

- Nguyên tố nhóm A có cấu hình electron lớp ngoài cùng dạng \(\mathrm{ns}^{1-2}\) hoặc \(\mathrm{ns}^{2} n \mathrm{p}^{1-6}\) và nguyên tố nhóm \(B\) có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và sát ngoài cùng dạng \((n-1) \mathrm{d}^{1-10} \mathrm{~ns}^{1-2}\).

+ Với nguyên tố nhóm \(\mathrm{A}\), số thứ tự của nhóm bằng số electron Iớp ngoài cùng của nguyên tố đó.

+ Các nguyên tố nhóm B: Số thứ tự của nhóm bằng tổng số electron thuộc hai phân lớp \((n-1)\) d và ns. Nếu tổng số electron của nguyên tử là \(8,9,10\) thì nguyên tố đó thuộc nhóm VIIIB; là 11 thì thuộc nhóm IB; là 12 thì thuộc nhóm IIB.

Xét hai nguyên tố \(\mathrm{A}\) và \(\mathrm{B}\) liên tiếp nhau trong 1 chu kì, trong đó \(\mathrm{Z}_{\mathrm{B}}\gt \mathrm{Z}_{\mathrm{A}}\). Ta có: \(Z_{B}-Z_{A}=1\).

Xét hai nguyên tố \(A\) và \(B\) kế tiếp nhau trong 1 chu kì, trong đó \(Z_{B}\gt Z_{A}\).

+ Nếu \(4\lt Z_{A}+Z_{B} \leq 32\) thì: \(Z_{B}-Z_{A}=8\).

+ Nếu \(Z_{A}+Z_{B}>32\), xảy ra hai trường hợp:

Trường hợp 1: \(\mathrm{Z}_{\mathrm{B}}-\mathrm{Z}_{\mathrm{A}}=18\).

Trường hợp 2: \(\mathrm{Z}_{\mathrm{B}}-\mathrm{Z}_{\mathrm{A}}=32\).

Ví dụ 1: Cấu hình electron của nguyên tử \(F(Z=9)\) là: \(1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{5}\).

+ Số thứ tự ô = số hiệu nguyên tử \((Z)=9\).

+ Số thứ tự chu kì = số lớp electron = 2 .

+ Cấu hình electron lớp ngoài cùng của \(F\) là \(2 s^{2} 2 p^{5} \rightarrow F\) thuộc nhóm \(A\).Số thứ tự nhóm \(A=\) Số e lớp ngoài cùng \(=7 \rightarrow \mathrm{F}\) thuộc nhóm VIIA.

Vậy: Nguyên tố F ở ô số 9 , chu kì 2 , nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn.

Ví dụ 2: Hai nguyên tố \(\mathrm{A}, \mathrm{B}\left(\mathrm{Z}_{\mathrm{B}}\gt \mathrm{Z}_{\mathrm{A}}\right)\) đứng liên tiếp nhau trong một chu kì của bảng tuần hoàn, có tổng số đơn vị điện tích hạt nhân là 17 . Xác định nguyên tố \(A, B\).

Ta có hệ phương trình:

\(+) Z_{A}=8 \rightarrow\) A là nguyên tố oxygen \((O)\).Cấu hình electron của nguyên tử \(\mathrm{A}(Z=8): 1 \mathrm{~s}^{2} 2 s^{2} 2 p^{4}\) (thuộc ô 8 , chu kì 2, nhóm VIA).

\(+) Z_{B}=9 \rightarrow B\) là nguyên tố fluorine \((F)\).Cấu hình electron của nguyên tử \(B(Z=9)\) : \(1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{5}\) (thuộc ô 9 , chu kì 2, nhóm VIIA).

Ví dụ 3: Hai nguyên tố \(A\) và \(B\) thuộc cùng một nhóm chính (nhóm \(A\) ) và thuộc hai chu kì liên tiếp. Tổng số hiệu nguyên tử của 2 nguyên tố \(A, B\) là 22. Xác định các nguyên tố \(A, B\).

Giả sử \(Z_{B}\gt Z_{A}\)

Nhận xét: \(Z_{A}+Z_{B}=22\lt 32 \rightarrow Z_{B}-Z_{A}=8\).

Ta có hệ phương trình:

+) \(\mathrm{Z}_{\mathrm{A}}=7 \rightarrow\) A là nguyên tố nitrogen (N).Cấu hình electron của nguyên tử \(A(Z=7)\) : \(1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{3}\) (thuộc ô 7 , chu kì 2 , nhóm VA).

\(+Z_{B}=15 \rightarrow\) B là nguyên tố phosphorus \((P)\).Cấu hình electron của nguyên tử \(B(Z=15)\) : \([\mathrm{Ne}] 3 s^{2} 3 p^{3}\) (thuộc ô 15 , chu kì 3, nhóm VA).