Thông qua bài viết này, chúng tôi muốn giới thiệu đến bạn đọc những nội dung căn bản nhất của một Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học để các bạn học sinh tham khảo.
Từ thời học sinh khi bước vào học môn Hóa học chắc không ai là không biết đến Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Nhưng để biết và tìm hiểu về nó một cách chi tiết và đầy đủ nhất lại không phải ai cũng làm được.
Sơ lược về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Thời Trung cổ, loài người đã biết đến các nguyên tố vàng, bạc, đồng, chỉ, sắt, thủy ngân và lưu huỳnh. Năm 1649, loài người tìm ra nguyên tố photpho. Đến năm 1869, mới có 63 nguyên tố được tìm ra.
Năm 1862, J. Dobereiner nhận thấy khối lượng nguyên tử của Stronti ở giữa khối lượng nguyên tử của hai nguyên tố bari và canxi. Bộ ba nguyên tố đầu tiên này có tính chất tương tự nhau. Tiếp theo, các nhà khoa học đã tìm ra các bộ ba khác có quy luật tương tự.
Năm 1862, nhà địa chất Pháp De Chancourtois đã sắp xếp các nguyên tố hóa học theo chiều tăng của khối lượng nguyên tử lên một băng giấy (băng giấy này được quấn quanh hình trụ theo kiểu lò xo xoắn). Ông nhận thấy tính chất của các nguyên tố giống như tính chất của các con số, và tính chất đó lặp lại sau mỗi 7 nguyên tố.
Năm 1864, John Newlands, nhà hóa học Anh, đã tìm ra quy luật: Mỗi nguyên tố hóa học đều thể hiện tính chất tương tự như nguyên tố thứ 8 khi xếp các nguyên tố theo khối lượng nguyên tử tăng dần.
Năm 1860, nhà bác học người Nga Mendeleev đã đề xuất ý tưởng xây dựng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Năm 1869, ông công bố bản “Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học” đầu tiên.
Năm 1870, nhà khoa học người Đức Lothar Mayer nghiên cứu độc lập cũng đã đưa ra một bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học tương tự như bảng của Mendeleev.
Cấu tạo của bảng tuần hoàn được chia làm ba phần chính
Thứ nhất: Ô nguyên tố
Ô nguyên tố cho biết: số hiệu nguyên tử, ký hiệu hóa học, tên nguyên tố, nguyên tử khối của nguyên tố đó.
Số hiệu của nguyên tử có số trị bằng số đơn vị điện tích hạt nhân và bằng số electron trong nguyên tử. Và số hiệu nguyên tử cũng là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn.
Ví dụ: Số hiệu nguyên tử của Magie là 12 cho biết: Magie ở ô số 12, điện tích hạt nhân nguyên tử magie là 12+ (hay số đơn vị điện tích hạt nhân là 12), có 12 electron trong nguyên tử Magie.
Thứ hai: Chu kỳ
Chu kỳ là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron và được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.
Số thứ tự của chu kỳ bằng số lớp electron.
Bảng tuần hoàn gồm 7 chu kỳ, trong đó có các chu kỳ 1, 2, 3 được gọi là chu kỳ nhỏ, các chu kỳ 4, 5, 6, 7 được gọi là chu kỳ lớn.
– Chu kỳ 1: Gồm 2 nguyên tố là H và He, có 1 lớp electron tong nguyên tử. Điện tích hạt nhân tăng từ H là 1+ đến He là 2+.
– Chu kỳ 2: Gồm 8 nguyên tố từ Li đến Ne, có 2 lớp electron trong nguyên tử. Điện tích hạt nhân tăng từ Li là 3+, … đến Ne là 10+.
– Chu kỳ 3: Gồm 8 nguyên tố từ Na đến Ar, có 3 lớp electron trong nguyên tử. Điện tích hạt nhân tăng dần từ Na là 11+, … đến Ar là 18+.
– Chu kỳ 4 và chu kỳ 5: Mỗi chu kỳ đều có 18 nguyên tố, bắt đầu là một kim loại kiềm K là 19+ và Rb là 37+, kết thúc là một khí hiếm Kr là 36+ và Xe là 54+.
– Chu kỳ 6: Có 32 nguyên tố, bắt đầu từ kim loại kiềm Cs là 55+ và kết thúc là khí hiếm Rn là 86+.
– Chu kỳ 7: Chưa hoàn thành.
Thứ ba: Nhóm nguyên tố
Nhóm gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau và do đó có tính chất tương tự nhau được xếp thành cột theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.
Số thứ tự của nhóm bằng số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử.
Có 2 loại nhóm nguyên tố là nhón A và nhóm B:
– Nhóm A: bao gồm các nguyên tố s và p. Số thứ nhóm A = tổng số electron lớp ngoài cùng.
– Nhóm B: bao gồm các nguyên tố d và f có cấu hình electron nguyên tử thì tận cùng ở dạng (n-1)dxnsy:
+ Nếu (x+y) = 3 -> 7 thì nguyên tố thuộc nhóm (x+y)B.
+ Nếu (x+y) = 8 -> 10 thì nguyên tố thuộc nhóm VIIIB.
+ Nếu (x+y) > 10 thì nguyên tố thuộc nhóm (x+y-10)B
Ví dụ:
– Nhóm I: Gồm các nguyên tố kim loại hoạt động mạnh. Nguyên tử của chúng đều có 1 electron ở lớp ngoài cùng. Điện tích hạt nhân tăng từ Li (3+), … đến Fr (87+).
– Nhóm VII: Gồm các nguyên tố phi kim hoạt động mạnh. Nguyên tử của chúng đều có 7 electron ở lớp ngoài cùng. Điện tích hạt nhân tăng từ F (9+), … đến At (85+).
Bảng tuần hoàn hóa học có bao nhiêu nguyên tố?
Tính đến tháng 9 năm 2021, bảng tuần hoàn hóa học có tất cả 118 nguyên tố đã được xác nhận, bao gồm các nguyên tố từ 1 (Hidro) tới 118 (Oganesson).
Cùng với việc công nhận nguyên tố 113 là nguyên tố hóa học, Liên minh Quốc tế về Hóa học cơ bản và ứng dụng (IUPAC) cũng đã chính thức đưa 3 nguyên tố khác với số hiệu nguyên tử lần lượt là 115, 117 và 118 vào bảng tuần hoàn. Đây được xem như một “bản cập nhật lớn” của bàng tuần hoàn tính từ năm 2011, khi 114 và 116 được đưa vào và giờ đây, chu kỳ 7 đã được lấp đầy, bảng tuần hoàn đã trở nên đầy đặn hơn, giới hạn kiến thức của nhân loại lại được tiến them một bậc nhỏ và tài năng “tiên tri” cách đây gần 200 năm của Mendeleev lại một lần nữa được khẳng định.
Sau khi xem xét nghiên cứu hóa học đệ trình bởi các nhà khoa học đến từ Mỹ, Nhật và Nga, IUPAC đã xác nhận 4 nguyên tố mang số hiệu nguyên tử 113, 115, 117 và 118 là đáp ứng các tiêu chí để trở thành nguyên tố mới được phát hiện. Đây đều là những nguyên tố nặng nhất trong bảng tuần hoàn và chưa từng được thấy tồn tại bên ngoài phòng thí nghiệm. Nguyên nhân là do chúng rất kém bền vững, chỉ có thể tạo ra trong phòng thí nghiệm bằng các tổng hợp từ các hạt nhân nhẹ hơn và thật ra, chúng chỉ tồn tại chưa đến một giây trước khi bị vỡ ra thành các nguyên tố khác.
Như vậy có thể thấy, trong tổng cộng 118 nguyên tố hóa học thì có đến 98 nguyên tố xuất hiện trong tự nhiên; 20 nguyên tố còn lại từ Ensteini tới Oganesson, chỉ xuất hiện trong phép tổng hợp nhân tạo. Trong số 98 nguyên tố đó, 84 nguyên tố nguyên thủy, nghĩa là xuất hiện trước khi Trái đất hình thành và 14 nguyên tố còn lại chỉ xuất hiện trong các chuỗi phân rã của các nguyên tố nguyên thủy. Không có nguyên tố nào nặng hơn Einsteini (số hiệu 99) từng quan sát thấy với lượng vĩ mô ở dạng tinh khiết.
Cách xem bảng tuần hoàn hóa học
+ Số nguyên tử: Hay còn gọi là số proton của 1 nguyên tố hóa học, là số proton được tìm thấy trong hạt nhân của 1 nguyên tử. Là số điện tích hạt nhân. Số nguyên tử giúp xác định duy nhất một nguyên tố hóa học. Số nguyên tử cũng bằng số electron trong một nguyên tử trung hòa về điện.
+ Nguyên tử khối trung bình: Gần như các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị với tỷ lệ phần trăm số nguyên tử xác định. Nên nguyên tử khối của các nguyên tố có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của hỗn hợp các đồng vị có tính đến tỷ lệ phần trăm số nguyên tử tương ứng.
+ Độ âm điện: Độ âm điện của một nguyên tử là khả năng hút electron của nguyên tử đó khi tạo thành liên kết hóa học. Quy tắc: Độ âm điện của nguyên tử nguyên tố càng lớn thì tính phi kim nguyên tố đó càng mạnh và ngước lại
+ Cấu hình electron: Cấu hình electron nguyên tử cho biết sự phân bố các electron trong lớp vỏ nguyên tử ở các trạng thái năng lượng khác nhau hay ở các vùng hiện diện của chúng.
+ Số oxi hóa: Là số áp cho một nguyên tử hay nhóm nguyên tử. Nhờ số oxi hóa, chúng ta có thể nhận biết được số electron trao đổi khi một chất bị oxi hóa hoặc bị khử trong một phản ứng.
+ Tên nguyên tố: Là một chất hóa học tinh khiết, bao gồm một kiểu nguyên tử, được phân biệt bởi số hiệu nguyên tử, là số lượng proton có trong mỗi hạt nhân.
+ Ký hiệu hóa học: Trong hóa học, ký hiệu là tên viết tắt của một nguyên tố hóa học. Biểu tượng cho các nguyên tố hóa học thường bao gồm 1 hoặc 2 chữ cái trong baeng chữ cái Latin và được viết với chữ cái đầu tiên viết hoa. Các biểu tượng trước đó cho các nguyên tố hóa học bắt nguồn từ từ vựng cổ điển Latin và Hy Lạp.
Cách học thuộc bảng tuần hoàn
Cách ghi nhớ Bảng tuần hoàn hóa học
Cách một: Học bảng tuần hoàn thông qua cách học truyền thống
– Nhận biết các thành phần của mỗi nguyên tố: Một điều đáng quan tâm nhất khi sử dụng bảng tuần hoàn hóa học là bạn đọc phải nhận biết được số nguyên tử, nguyên tử khối trung bình, độ âm điện, cấu hình electron, số oxi hóa, tên nguyên tố, ký hiệu hóa học. Tất cả đều nằm trong ô nguyên tố trên bảng tuần hoàn.
– Học vài nguyên tố mỗi ngày: Đây là một cách học được khá nhều học sinh áp dụng. Đối với một bảng tuần hoàn hơn 100 nguyên tố rất khó nhớ và các thông số đi kèm, thì việc phân nhỏ ra để học nó giúp não bộ ghi nhớ được một cách tối đa và lâu dài. Đồng thời, khi học các nguyên tố mới cũng cần phải ôn lại các nguyên tố cũ, tránh trường hợp không đề cập đến sẽ rất dễ quên.
– Dán các bảng tuần hoàn hóa học ở khắp nơi: Một vấn đề đặt ra là con người không phải luôn dành thời gian cho việc học, ngoài ra họ còn phải làm các công việc khác nữa. Một cách làm khá mới mẻ được áp dụng là dán bảng tuần hoàn hóa học ở khắp mọi nơi trong nhà. Khi đó bạn có thể vừa làm việc và vừa học tập rồi. Mặt khác, bạn cần chuẩn bị một bảng tuần hoàn hóa học luôn mang theo trên người, để khi nào rảnh rỗi thì có thể lấy ra đọc. Quả thật là quá tiện lợi.
– Làm thẻ ghi chú cho mỗi nguyên tố. Cách làm này giống như làm một tập flatcard vậy. Một mặt ghi ký hiệu tên nguyên tố, một mặt ghi tên nguyên tố, nhóm nguyên tố hoặc ký hiểu của nhóm đó chẳng hạn. Với cách học này, bạn có thể mang flatcard đi khắp mọi nơi, tiện lợi, dễ học và dễ ghi nhớ.
– Phân chia thời gian và cách học hợp lý: Mỗi người sẽ có một quỹ thời gian cho mình để phù hợp hơn cho việc học. Bên cạnh đó, chúng tôi rất khuyến khích bạn đọc trong việc chủ động học hỏi và tìm hiểu. Học ở bất cứ nơi đâu mà bạn muốn, đơn giản có thể là học bảng tuần hoàn khi bạn đang trên xe buýt đến trường, học khi đang đến giờ ra chơi, học khi đang trong giờ ăn, …
Cách hai: Sử dụng công cụ hỗ trợ trí nhớ
– Sử dụng một vài mẹo để ghi nhớ bảng tuần hoàn.
+ Câu nói quen thuộc: “Khi nào cần may áo giáp sắt nhớ sang phố hỏi cửa hàng Á Phi Âu” chắc hẳn không còn quá xa lạ đối với học sinh. Đây là câu nói dung để ghi nhớ 16 nguyên tố hóa học trong dãy hoạt động hóa học của kinh loại. Tên nguyên tố được “biến thể” linh hoạt dựa trên những chữ cái đầu tiên của nguyên tố đó giúp ích cho học sinh dễ dàng ghi nhớ kiến thức. Theo đó, dãy hoạt động hóa học của kim loại bao gồm: F, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au.
+ Mẹo ghi nhớ 6 nguyên tố hóa học nhóm IA: Li, Na, K, Rb, Cs, Pr được ghi nhớ thông qua câu nói quen thuộc “Lâu nay không rảnh coi phim”.
+ Hay bài ca hóa trị được truyền từ thế hệ học sinh này đến thế hệ học sinh khác:
“Kali, I – ốt, Hidro
Natri với Bạc, Clo một loài
Là hóa trị 1 bạn ơi
Nhớ ghi cho rõ kẻo rồi phân vân
Magie, Chì, Kẽm, Thủy ngân
Canxi, Đồng ấy cũng gần Bải
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
Nito 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”.
– Chơi các trò chơi trực tuyến để ghi nhớ các nguyên tố hóa học: Bên cạnh các giờ học mệt mỏi thì yếu tố học hành kết hợp với vui chơi là một điều cần thiết. Thay vì học tập một cách quá nghiêm túc trong một thời gian dài làm đầu óc quá trì trệ gây phản tác dụng, bạn đọc có thể áp dụng cách vừa học vừa chơi bằng việc học thuộc bảng tuần hoàn hóa học thông qua các trò chơi trực tuyến. Những trò chơi này có thể kiểm tra trí nhớ và cải thiện điểm số của bạn trước các kỳ thi quan trọng. Một số trang web có ứng dụng trò chơi như: Scratch, Elemental Flash Cards Quiz, FunBrain, …
Bảng tuần hoàn hóa học của Mendeleev
Bảng tuần hoàn hóa học là phương pháp dạng bảng hiển thị các nguyên tố hóa học do nhà hóa học Dimitri Mendeleev người Nga phát minh vào năm 1869. Ông dự định bảng để minh họa các xu hướng định kỳ trong các thuộc tính của các nguyên tố. Bố cục của bảng tuần hoàn hóa học đã được tinh chỉnh và mở rộng dần theo thời gian khi có nhiều nguyên tố mới được phát hiện sau đó. Tuy nhiên, các hình thức cơ bản vẫn khá giống với thiết kế ban đầu của Mendeleev.
Giá trị cốt yếu của bảng tuần hoàn là khả năng dự đoán tính chất hóa học của một nguyên tố dựa trên vị trí của nó trên bảng. Thuộc tính của các nguyên tố khác nhau nếu xét theo chiều dọc của cột bảng hoặc theo chiều ngang dọc theo các hàng. Bảng tuần hoàn hóa học này áp dụng phổ biến trong lĩnh vực hóa học cũng như ứng dụng trong vật lý, kỹ thuật và công nghiệp, sinh học. Bảng tuần hoàn hóa học chính là kiến thức cần học đầu tiên cho người mất gốc hóa học.
Ở Việt Nam, Chính phủ ra quyết định cho học sinh tiếp cận với môn Hóa học từ rất sớm. Một trong các nội dung cơ bản mà các học sinh cần nắm chắc là bảng tuần hoàn hóa học. Bởi vậy, ngay từ khi bước vào chương trình đào tạo, học sinh đã được tiếp cận ngay bảng tuần hoàn hóa học này. Cụ thể là lớp 8, lớp 9, lớp 10. Và để tìm hiểu sâu hơn vào chương trình đào tạo liên quan đến bảng tuần hoàn hóa học của lớp 8, lớp 9, lớp 10, mong Quý bạn đọc có thể chú ý vào các vấn đề sau:
Bảng nguyên tố hóa học lớp 8
Bước vào chương trình Hóa học lớp 8, bởi vì đây là năm đầu tiên học sinh được tiếp xúc với môn học Hóa học nên tất cả đều rất bỡ ngỡ. Thay vì chọn phương pháp cho học sinh tiếp xúc ngay với bảng tuần hòa hóa học thì Bộ giáo dục và đào tạo cùng các chuyên gia trong ngành Giáo dục cho phép học sinh tiếp xúc với một số vấn đề liên quan đến bảng tuần hoàn trước. Điều này giúp học sinh có thể tiếp xúc được cái căn bản, hiểu được từng bản chất một của vấn đề sau đó mới đi vào việc khái quát bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học.
Một số vấn đề mà học sinh lớp 8 có thể tiếp cận được, bao gồm:
Nguyên tử: Trong đó, làm rõ các vấn đề như: Nguyên tử là gì? Hạt nhân nguyên tử là gì? Giới thiệu chung về các lớp electron có trong nguyên tử.
Nguyên tố hóa học: Trong đó, làm rõ các vấn đề như: Nguyên tố hóa học là gì? Một số vấn đề liên quan đến nguyên tử khối; hay có bao hiêu nguyên tố hóa học?
Bảng nguyên tố hóa học lớp 9
Đến với Hóa học lớp 9, học sinh sẽ có một cái nhìn khái quát hơn về bảng tuần hoàn hóa học. Với tiền đề được đúc kết ra từ Hóa học 8, học sinh đã có thể nắm được một lượng kiến thức vừa đủ để có thể dung hợp thêm lượng kiến thức Hóa học 9 vào bộ não của chính mình.
Ở Hóa học 9, học sinh được tiếp cận cụ thể và chi tiết hơn về bảng tuần hoàn hóa học. Cụ thể:
Sơ lược một số kiến thức về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, bao gồm nguồn gốc của bảng tuần hoàn; Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn; Cấu tạo của bảng tuần hoàn; Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn; và cuối cùng là Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
Ngoài ra, học sinh được thêm các tiết ôn tập lại kiến thức và các tiết luyện tập khác nhau liên quan đến bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học để học sinh có thể làm quen, tiếp cận kiến thức và nhớ kiến thức được lâu dài hơn.
Bảng nguyên tố hóa học lớp 10
Sau hai năm làm quen với bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, đến lớp Hóa học lớp 10 thì bắt buộc học sinh phải nắm chắc được kiến thức của bảng tuần hoàn hóa học, và hơn thế nữa, còn bắt buộc học sinh phải nắm chắc được số lượng nguyên tố, tên nguyên tố hóa học có trong bảng tuần hoàn hóa học.
Trong kiến thức Hóa học lớp 10, về bảng tuần hoàn hóa học giờ đây chủ yếu chỉ đi sâu hơn về một số vấn đề, như: Nguồn gốc về sự phát minh ra bảng tuần hoàn; Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn; Cấu tạo của bảng tuần hoàn; Và cuối cùng là các bài luyện tập cơ bản, nâng cao.
Đến cấp độ này, học sinh bắt buộc phải biết cách áp dụng bảng tuần hoàn hóa học vào bài tập để làm bài tập một cách trôi chảy và mạch lạc; hơn thế nữa, có thể là phải áp dụng một cách thành thạo trong thực tế hàng ngày của học sinh.
Trên đây là một số vấn đề liên quan tới Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Mong rằng đây sẽ là một nguồn tài liệu bổ ích có thể giúp Quý bạn đọc trong quá trình nghiên cứu hoặc áp dụng trên thực tế. Nếu vẫn còn thắc mắc hoặc để biết thêm nhiều thông tin, Quý bạn đọc có thể liên hệ với chúng tôi để được tư vấn. Xin cảm ơn.