Giải sách bài tập Hóa học lớp 10 Bài 8: Định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Bài 8.1 trang 23 SBT Hóa học 10: Định luật tuần hoàn phát biểu rằng tính chất của các đơn chất cũng như thành phần và tính chất của hợp chất tạo nên từ các nguyên tố biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của yếu tố nào sau đây?

A. Điện tích hạt nhân nguyên tử.

B. Khối lượng nguyên tử.

C. Bán kính nguyên tử.

D. Số lớp electron.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Định luật tuần hoàn phát biểu rằng tính chất của các đơn chất cũng như thành phần và tính chất của hợp chất tạo nên từ các nguyên tố biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.

Bài 8.2 trang 23 SBT Hóa học 10: Sulfur được sử dụng trong quá trình lưu hoá cao su, làm chất diệt nấm và có trong thuốc nổ đen. Sulfur là nguyên tố nhóm VIA. Công thức oxide cao nhất của sulfur là

A. SO₂.

B. SO₃.

C. SO₆.

D. SO₄.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Sulfur là nguyên tố nhóm VIA nên có hóa trị cao nhất trong hợp chất là VI.

Công thức oxide cao nhất của sulfur là SO₃.

Bài 8.3 trang 23 SBT Hóa học 10: Magnesium là nguyên tố có khối lượng riêng nhỏ hơn một phần ba so với nhôm. Magnesium giúp cải thiện các đặc tính cơ học của nhôm khi được sử dụng làm chất tạo hợp kim. Những hợp kim này rất hữu ích trong chế tạo máy bay và ô tô. Cấu hình electron của magnesium là 1s²2s²2p⁶3s². Công thức hydroxide của magnesium là

A. Mg(OH).

B. Mg(OH)₂.

C. MgO(OH).

D. Mg(OH)₃.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Cấu hình electron của magnesium là 1s²2s²2p⁶3s². Vậy magnesium thuộc nhóm IIA.

Hóa trị cao nhất của magnesium là II. Công thức hydroxide của magnesium là Mg(OH)₂.

Bài 8.4 trang 23 SBT Hóa học 10: Hydroxide của nguyên tố X (thuộc nhóm A) có tính base mạnh. 1 mol hydroxide này tác dụng vừa đủ với 3 mol HCl. Phương án nào sau đây dự đoán về vị trí nhóm của nguyên tố X trong bảng tuần hoàn là đúng?

A. Nhóm IA.

B. Nhóm IIA.

C. Nhóm IIIA.

D. Không xác định được.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

1 mol hydroxide này tác dụng vừa đủ với 3 mol HCl ⇒ X có hóa trị III.

Vậy X thuộc nhóm IIIA.

Bài 8.5 trang 24 SBT Hóa học 10: Hai nguyên tố X và Y thuộc nhóm A, tạo thành hai oxide cao nhất có công thức tương tự nhau. Khi tan trong nước, các oxide này tạo dung dịch làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ. Khối lượng nguyên tử của X nhỏ hơn của Y. Hãy cho biết những phát biểu nào sau đây về X và Y là đúng.

A. X, Y là phi kim.

B. X, Y là kim loại.

C. X, Y thuộc cùng một chu kì.

D. X, Y thuộc cùng một nhóm.

E. Số hiệu nguyên tử của X lớn hơn Y.

G. Số hiệu nguyên tử của X nhỏ hơn Y.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A, D, G

Vì X và Y tạo thành hai oxide cao nhất có công thức tương tự nhau mà X, Y là các nguyên tố nhóm A, do đó chúng phải thuộc cùng một nhóm.

Khi tan trong nước, các oxide này tạo dung dịch làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ vậy X, Y là phi kim.

Nguyên tử khối của X nhỏ hơn của Y, vậy số hiệu nguyên tử của X nhỏ hơn của Y.

Bài 8.6 trang 24 SBT Hóa học 10: Nếu potassium chlorate có công thức phân tử là KClO₃, công thức của sodium bromate sẽ là

A. NaBrO₃.

B. NaBrO₂.

C. Na₂BrO₃.

D. Không xác định được.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Công thức của sodium bromate sẽ là: NaBrO₃.

Bài 8.7 trang 24 SBT Hóa học 10: Giả sử em đang cố gắng tìm một ion thay thế cho ion K⁺ trong dây thần kinh truyền tín hiệu. Em sẽ bắt đầu tìm kiếm nguyên tố ở nhóm nào trong bảng tuần hoàn? Những ion nào sẽ có tính chất tương tự ion K⁺ nhất? Đối với mỗi ion em đề xuất, hãy giải thích những điểm tương tự như K⁺ và những điểm khác biệt so với K⁺.

Lời giải:

K⁺ có điện tích 1+ nên cần tìm những ion có điện tích 1+ tương tự.

Nếu xem xét Ar⁺ và Ca⁺ thì đây là những ion có cùng điện tích và kích thước, khối lượng khá gần với K⁺, nhưng Ar là khí hiếm nên khó nhường 1 electron để tạo Ar⁺, còn Ca ở nhóm IIA nên tính chất hợp chất của nó sẽ khác biệt so với hợp chất của K.

Nếu xét trong cùng một nhóm IA. Có thể có Na⁺ và Rb⁺ sẽ có cùng số electron hóa trị và tính chất tương tự như K⁺ nhưng bán kính của Na⁺ sẽ nhỏ hơn, còn bán kính của Rb⁺ lại lớn hơn nhiều so với K⁺.

Bài 8.8 trang 24 SBT Hóa học 10: Carbon là nguyên tố có mặt trong tất cả các hợp chất hữu cơ trên Trái Đất. Sử dụng những hiểu biết về định luật tuần hoàn, hãy đề xuất nguyên tố mà em cho là có những tính chất tương tự như carbon nhất.

Lời giải:

Carbon có cấu hình electron lớp vỏ ngoài cùng là 2s²2p², thuộc nhóm IVA. Nguyên tố cùng nhóm IVA khác có thể có những tính chất tương tự C nhất là Silicon (Si).

Bài 8.9 trang 24 SBT Hóa học 10: Xem xét số liệu về bán kính nguyên tử và khối lượng riêng của các khí hiếm trong bảng sau:

a) Krypton là một khí trơ được sử dụng trong nhiều ứng dụng chiếu sáng. Em hãy ước tính khối lượng riêng của krypton bằng cách suy luận từ dữ liệu, liên hệ giữa khối lượng riêng và bán kính nguyên tử. Hãy tìm kiếm số liệu về giá trị khối lượng riêng của khí krypton qua tài liệu, internet và so sánh với kết quả mà em ước tính được.

b) Biết rằng 1 mol neon có khối lượng là 20,18 gam. Hãy tính khối lượng của nguyên tử neon. Sau đó sử dụng bán kính nguyên tử của neon để tính khối lượng riêng của nguyên tử neon (coi nguyên tử là hình cầu có bán kính bằng bán kính nguyên tử cho trong bảng). So sánh giá trị khối lượng riêng tính được này với khối lượng riêng của khí Ne trong bảng. Kết quả này có cho em gợi ý gì về bản chất của khí neon?

Lời giải:

a) Ta có thể suy luận như sau:

Khi tăng bán kính nguyên tử từ 71 pm lên 108 pm thì khối lượng riêng tăng từ 1,78 g L^-1 đến 5,85 g L^-1. Vậy khi bán kính nguyên tử tăng lên 1 đơn vị, khối lượng riêng tăng thêm một lượng là:

                                 $\frac{5,85-1,78}{108-71}=0,11$

Khối lượng riêng của Kr có thể tính từ khối lượng riêng của Ar là:

1,78 + 0,11 × (88 – 71) = 3,65 (g L^-1).

Kết quả thực nghiệm, khối lượng riêng của Kr là 3,7 g L^-1. Như vậy, kết quả ước tính khá gần với thực nghiệm.

Ngoài ra, học sinh có thể xây dựng đồ thị phụ thuộc khối lượng riêng vào bán kính nguyên tử. Sau đó, dựa vào đồ thị để tìm ra bán kính Kr.

b) Khối lượng của một nguyên tử Ne là:

                           $\frac{20,18}{6,02\times {10}^{23}}=3,35\times {10}^{-23}\left(\mathrm{g}\right)$

Thể tích của một nguyên tử Ne là:

$\mathrm{V}=\frac{4}{3}{\mathrm{\pi r}}^3=\frac{4}{3}\times \mathrm{\pi }\times {(38\times {10}^{-12})}^3=2,3\times {10}^{-31}{\mathrm{m}}^3=2,3\times {10}^{-28}\left(\mathrm{L}\right)$

Khối lượng riêng của nguyên tử Ne là:

                 $\frac{3,35\times {10}^{-23}}{2,3\times {10}^{-28}}=1,46\times {10}^5\left(\mathrm{g}{\mathrm{L}}^{-1}\right)$

Khối lượng riêng của nguyên tử Ne lớn hơn rất nhiều so với khối lượng riêng của khí Ne. Điều đó cho thấy, trong khí Ne, các nguyên tử phải ở rất xa nhau.

Bài 8.10 trang 25 SBT Hóa học 10: Dự đoán về vị trí trong bảng tuần hoàn, tính chất hoá học điển hình của đơn chất các nguyên tố X có Z = 119 và Y có Z = 120. Cho biết cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tố X là 8s¹.

Lời giải:

Từ cấu hình electron lớp ngoài cùng của X, xác định X thuộc chu kì 8, nhóm IA, là kim loại điển hình.

Z_Y = Z_X + 1 nên Y kế tiếp X trong bảng tuần hoàn, vậy Y thuộc chu kì 8, nhóm IIA, là kim loại điển hình.

*** Các em có thể tìm thấy rất nhiều các thông tin hữu ích về bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, xu hướng biến đổi các tính chất, thông tin về các nguyên tố trong bảng tuần hoàn ở địa chỉ website của Hội Hoá học Hoàng gia Anh: https://www.rsc.org/periodic-table/ . Hãy tự mình khám phá thế giới diệu kì của hoá học nhé. ***