Giáo án Hóa học 11 (Ban cơ bản) - Bài 9: Sự biến đổi tuần hoàn tính chất của nguyên tố hóa học và định luật tuần hoàn

Bài 9: SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN TÍNH CHẤT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC & ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN MỤC TIÊU Về kiến thức Thế nào là tính kim loại, tính phi kim, độ âm điện. Sự biến đổi tuần hoàn về tính kim loại, tính phi kim, độ âm điện, hóa trị cao nhất với oxi, hóa trị trong hợp chất khí với hydro, tính chất của các oxit và hydroxit. Về kỹ năng Giải thích sự biến đổi tuần hoàn các tính chất. Vận dụng quy luật đã biết để so sánh tính chất của các đơn chất, hợp chất. CHUẨN BỊ Bảng tuần hoàn Mendeleev (dạng bảng dài) Phiếu học tập. Bảng photo hình 2.1, 6, 7, 8. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động của GV & HS Nội dung ghi bảng Hoạt động 1: Điểm danh, kiểm tra vệ sinh lớp, tác phong của học sinh. Hoạt động 2: Kiểm tra bài cũ. GV: Giải thích vì sao tính chất của các nguyên tố thuộc nhóm A biến đổi tuần hoàn ? HS: Trả lời. HS khác nghe và nhận xét, sửa và bổ sung cho câu trả lời của bạn. GV: Nhận xét, tổng kết và cho điểm. Hoạt động 3: Mở đầu bài giảng GV: Ở bài trước, chúng ta đã biết cấu hình electron lớp ngoài cùng và tính chất của các nguyên tố nhóm A biến đổi tuần hoàn. Nhưng sự biến tuần hoàn còn thấy ở một số tính chất khác như tính kim loại, phi kim, độ âm điện, hóa trị, … Trong bài học ngày hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu. Hoạt động 4: Tìm hiểu về tính kim loại và tính phi kim. GV: Dựa vào sách giáo khoa trang 42, em hãy cho biết tính kim loại và tính phi kim là gì ? HS: Trả lời. GV: Một nguyên tố lúc nào cũng có cả hai tính kim loại và phi kim. Tính chất nào mạnh hơn sẽ đóng vai trò quyết định. Ví dụ, chúng ta nói Natri là 1 kim loại mạnh vì tính kim loại của Na chiếm ưu thế hơn hay chúng ta nói Clo là phi kim mạnh vì tính phi kim của nó chiếm ưu thế hơn. Nếu tính kim loại và phi kim tương đương nhau thì chúng ta gọi đó là á kim (B, Si, …). Hoạt động 5: Tìm hiểu về sự biến đổi tuần hoàn của tính kim loại và phi kim theo chu kỳ và nhóm. GV: Để tìm ra sự biến đổi tuần hoàn của tính kim loại và phi kim chúng ta phải đi từ sự biến đổi về bán kính nguyên tử. GV: Yêu cầu học sinh trả lời vào phiếu học tập số 1. HS: Thảo luận theo từng nhóm (4 học sinh). Phiếu số 1: Điền vào chỗ trống những từ thích hợp (số lớp electron, tăng, giảm) - Trong cùng một chu kỳ, khi đi từ trái sang phải, nguyên tử của các nguyên tố có cùng ……… nhưng do điện tích hạt nhân ……… làm cho lực hút giữa hạt nhân và lớp elctron ngoài cùng ……… Do đó bán kính của nguyên tử sẽ ……… nên khả năng mất electron ……… Vì vậy tính kim loại ………, tính phi kim ……… - Trong cùng phân nhóm chính, khi đi từ trên xuống dưới, nguyên tử của các nguyên tố có số lớp electron ……… chiếm ưu thế hơn so với sự ……… của điện tích hạt nhân. Do đó bán bán kính nguyên tử ……… nên khả năng mất electron ……… Vì vậy tính kim loại ………, tính phi kim ……… GV: Cho 2 nhóm lên trình bày kết quả sau khi đã thảo luận xong. HS: Các nhóm khác nghe, đóng góp ý kiến. GV: Tổng kết lại thành bài học. Hoạt động 6: Tìm hiểu về khái niệm độ âm điện và sự biến đổi tuần hoàn của nó theo chu kỳ và nhóm. HS: Tham khảo sách giáo khoa và nêu khái niệm độ âm điện. GV: Yêu cầu học sinh trả lời vào phiếu học tập số 2. Phiếu số 2: Gạch bỏ từ không đúng trong ngoặc: Độ âm điện của một nguyên tử đặc trưng cho khả năng (đẩy/hút) electron của nguyên tử khi tham gia liên kết hóa học. Như vậy, nguyên tố có tính phi kim càng mạnh thì độ âm điện càng (lớn/nhỏ). Vì vậy, sự biến đổi tuần hoàn của độ âm điện sẽ (tương tự/khác) so với sự biến đổi của tính phi kim. HS: Trình bày. HS khác nhận xét, đóng góp ý kiến. GV: Tổng kết. GV: “Vậy em nào có thể trình bày sự biến đổi tuần hoàn của độ âm điện theo chu kỳ và nhóm ?” Hoạt động 8: Tìm hiểu về hóa trị các nguyên tố và sự biến đổi của chúng. GV: Hóa trị cao nhất của một nguyên tố với oxi bằng đúng số thứ tự của nhóm. GV: Trong cùng chu kỳ, hóa trị cao nhất với oxi của các nguyên tố biến đổi thế nào ? HS: Trả lời. HS khác nhận xét, bổ sung. GV: Trong một chu kỳ, theo chiều từ trái sang phải, hóa trị cao nhất với oxi tăng dần từ 1 đến 7. Riêng nhóm VIII người ta không xét đến hóa trị cao nhất với oxi vì đây là nhóm khí trơ hầu như không tham gia liên kết hóa học với oxi. GV: Chỉ có các nguyên tố thuộc nhóm IV, V, VI, VII mới tạo thành hợp chất khí với hydro, trong đó hóa trị với hydro bằng 8 – số thứ tự của nhóm. GV: Trong cùng chu kỳ, hóa trị trong hợp chất khí với hydro biến đổi như thế nào ? HS: trả lời. HS khác nhận xét, bổ sung. GV: Yêu cầu học sinh vẽ bảng 7 vào tập bài học. GV: Giữa hóa trị cao nhất với oxi và hóa trị trong hợp chất khí với hydro có một công thức liên hệ. Em nào có thể tìm ra công thức liên hệ đó ? HS: Trả lời. HS khác đóng góp ý kiến. Nhóm IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA Với O 1 2 3 4 5 6 7 CTPT R2O RO R2O3 RO2 R2O5 RO3 R2O7 Với H - - - 4 3 2 1 CTPT - - - RH4 RH3 RH2 RH Hoạt động 9: Tìm hiểu về sự biến đổi tính chất của các oxit và hydroxit của các nguyên tố nhóm A GV: Yêu cầu học sinh tham khảo bảng 8 – trang 46/SGK. GV: Với các hydroxit kim loại như NaOH, MgOH, Al(OH)3 chúng ta đã rất quen thuộc, nhưng với các phi kim thì hydroxit của chúng chính là các axit có chứa oxi ứng với các nguyên tố đó. Ví dụ hydroxit cacbon ứng với công thức là H2CO3, … GV: Trong cùng chu kỳ, tính chất axit, bazơ của các oxi và hydroxit ứng với các nguyên tố nhóm A biến đổi như thế nào ? HS: Trả lời. HS khác nhận xét, bổ sung. GV: Tổng kết thành bài học. Hoạt động 10: Tìm hiểu về định luật tuần hoàn GV: Ở các phần trước, chúng ta đã tìm hiểu rất nhiều tính chất của các nguyên tố biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, đó là những tính chất nào ? HS: Trả lời. HS khác nhận xét và bổ sung. GV: Từ sự khảo sát các tính chất trên, người ta đã khái quát thành định luật tuần hoàn. HS: Đọc cho cả lớp nghe. HS khác nhắc lại. Tính chất CHU KỲ (trái qua phải) NHÓM A (trên xuống dưới) Tính kim loại Giảm Tăng Tính phi kim Tăng Giảm Độ âm điện Tăng Giảm Tính axit của oxit và hydroxit Tăng Giảm Tính bazơ của oxit và hydroxit Giảm Tăng Hoạt động 11: Củng cố bài giảng và dặn bài tập về nhà. GV: Củng cố bằng sơ đồ, hướng dẫn học sinh cách nhớ dựa trên các mối liên hệ giữa các tính chất. HS: Làm các bài tập trang 47, 48. Bài 8: SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN TÍNH CHẤT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC & ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN TÍNH KIM LOẠI, TÍNH PHI KIM Khái niệm Tính kim loại Tính phi kim - Là tính chất của một nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ mất electron để trở thành ion dương. - Nguyên tử càng dễ mất electron thì tính kim loại càng mạnh - Là tính chất của nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ thu electron để trở thành ion âm. - Nguyên tử càng dễ thu electron thì tính phi kim càng mạnh Sự biến đổi tính kim loại và tính phi kim trong một chu kỳ Trong một chu kỳ, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (trái sang phải), tính kim loại giảm và tính phi kim tăng. Quy luật này lặp lại ở mỗi chu kỳ. Ví dụ: Trong chu kỳ 3, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân: Tính kim loại: Na > Mg > Al > Si > P > S > Cl Tính phi kim: Na < Mg < Al < Si < P < S < Cl Giải thích: Trong cùng một chu kỳ, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, các nguyên tử có cùng số lớp electron nhưng do điện tích hạt nhân tăng nên lực hút của hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng tăng. Vì vậy bán kính nguyên tử giảm dần, nên khả năng nhường electron (đặc trưng cho tính kim loại của nguyên tố) giảm dần, đồng thời khả năng thu electron (đặc trưng cho tính phi kim) tăng dần. Sự biến đổi tính kim loại và tính phi kim trong một nhóm A Trong cùng nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (từ trên xuống dưới), tính kim loại tăng và tính phi kim giảm. Quy luật này lặp lại ở mỗi nhóm A. Ví dụ: Nhóm IA (kim loại kiềm): Tính kim loại: Li < Na < K < Rb < Cs (Cs là kim loại mạnh nhất) Nhóm VIIA (halogen): Tính phi kim: F > Cl > Br > I (F là phi kim mạnh nhất) Giải thích: Trong cùng nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (từ trên xuống dưới), tuy điện tích hạt nhân tăng nhưng số lớp electron cũng tăng và chiếm ưu thế hơn nên bán kính nguyên tử tăng dần. Vì vậy, khả năng mất electron (đặc trưng cho tính kim loại) tăng dần, và khả năng thu electron (đặc trưng cho tính phi kim) giảm dần. Kết luận: Tính kim loại và phi kim của nguyên tố biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân. ĐỘ ÂM ĐIỆN Khái niệm Độ âm điện của một nguyên tử là đại lượng đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử đó khi hình thành lien kết hóa học. Độ âm điện càng lớn thì tính phi kim càng mạnh và ngược lại. Sự biến đổi độ âm điện trong chu kỳ và nhóm A Trong một chu kỳ, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (trái qua phải), độ âm điện tăng dần. Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (trên xuống dưới), độ âm điện giảm dần. HÓA TRỊ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ Trong một chu kỳ, theo chiều từ trái sang phải: Hóa trị cao nhất của nguyên tố với Oxi tăng dần từ 1→7. Hóa trị trong hợp chất khí với H (từ nhóm IVA→VIIA) giảm dần từ 4→1. * Chú ý: Với các nguyên tố thuộc nhóm IVA → VIIA: Hóa trị cao nhất với O + Hóa trị với H = 8 Ví dụ: Nguyên tố O thuộc nhóm VI: - Hóa trị cao nhất với oxi là VI - Hóa trị trong hợp chất khí với hydro là II OXIT VÀ HYDROXIT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM A Trong một chu kỳ, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (từ trái sang phải), tính axit tăng và tính bazơ giảm. Ví dụ: Chu kỳ 3: Tính bazơ: Oxit: Na2O > MgO > Al2O3 Hydroxit: NaOH > Mg(OH)2 > Al(OH)3 Tính axit: Oxit: SiO2 < P2O5 < SO3 < Cl2O7 Hydroxit: H2SiO3 < H3PO4 < H2SO4 < HClO4 ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN Tính chất của các nguyên tố và đơn chất cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất tạo nên từ các nguyên tố đó biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.HFSDHFJDSFH