Bài giảng Hóa học Khối 8 - Bài 5: Nguyên tố hóa học - Nguyễn Trường Long

Nội dung text: Bài giảng Hóa học Khối 8 - Bài 5: Nguyên tố hóa học - Nguyễn Trường Long

1. CHỦ ĐỀ NGHIÊN CỨU: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH BẢNG TUẦN HOÀN NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Thực hiện: Nhóm 6 GVHP: Trần Thị Hồng Yến Ths. Nguyễn Trường Long Hoàng Huỳnh Thanh Thủy Mai Nhựt Hoang Đặng Cẩm Linh Đinh Huỳnh Trang Kim Ngân Ngô Ngọc Ngân
2. MỤC LỤC I. Lịch sử hình thành và các hệ thống tuần hoàn trước Mendeleev II. Cơ sở của bảng hệ thống tuần hoàn III. Sự liên hệ Vật lý – Hóa học trong việc giải thích tính chất của bảng và sự phát triển của bảng hệ thống
3. Khái niệm của Bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học (BTH)? Bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học, hay bảng tuần hoàn Mendeleev hoặc ngắn gọn bảng tuần hoàn, là một phương pháp liệt kê các nguyên tố hóa học thành bảng, dựa trên số hiệu nguyên tử (số proton trong hạt nhân), số lượng electron và các tính chất hóa học tuần hoàn của chúng.
4. I. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH BTH VÀ CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV
5. 1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH BTH Thời Trung cổ, loài người đã biết các nguyên tố vàng, bạc, đồng, chì, sắt, thuỷ ngân và lưu huỳnh. Năm 1649, Hennig Brand tìm ra nguyên tố photpho. Năm 1817, Đô-be-rai-nơ nhận thấy khối lượng nguyên tử của stronti ở giữa khối lượng nguyên tử của hai nguyên tố bari và canxi.
6. 1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH BTH Năm 1862, nhà địa chất Pháp Đờ Săng - cuốc – toa đã sắp xếp các nguyên tố hoá học theo chiều tăng của khối lượng nguyên tử lên một băng giấy. Ông nhận thấy tính chất của các nguyên tố giống như tính chất của các con số, tính chất đó lặp lại sau mỗi 7 nguyên tố. Năm 1864, Giôn Niu-lan (John Newlands), nhà hoá học Anh, đã tìm ra quy luật: Mỗi nguyên tố hoá 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.
7. 1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH BTH Năm 1860, nhà bác học người Nga Men-đê-lê- ép đã đề xuất ý tưởng xây dựng bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Năm 1869, ông công bố bản "bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học" đầu tiên với 63 nguyên tố. Năm 1870, nhà khoa học người Đức Lô-tha Mây-ơ (Lothar Mayer) nghiên cứu độc lập cũng đã đưa ra một bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học tương tự như bảng của Men-đê-lê-ép.
8. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV a. Phân loại theo Kim loại và Phi kim do Berzelius người Thụy Điển đề xuất dựa trên các yếu tố sau: - Ở trạng thái tự do, kim loại có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Phi kim thì ngược lại, không có ánh kim và dẫn điện, dẫn nhiệt kém. - Hiđroxit của các kim loại mạnh là các bazơ, hiđroxit của các phi kim là các axit. - Các phi kim tạo thành hợp chất khí với hiđro; các kim loại không có tính chất đó.
9. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV a. Phân loại theo Kim loại và Phi kim do Berzelius người Thụy Điển đề xuất dựa trên các yếu tố sau: Cách phân loại trên có những nhược điểm như: + Có những nguyên tố vừa thể hiện tính kim loại và phi kim : Ví dụ : Kẽm hidroixit Zn(OH)2 biểu lộ tính bazơ khi tác dụng với axit, biểu lộ tính axit khi tác dụng với bazơ : nó là một chất lưỡng tính . Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O (biểu lộ tính bazơ) Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O (biểu lộ tính axit) Tính lưỡng tính của một hiđroxit chứng tỏ rằng nguyên tố đó là trung gian giữa kim loại mạnh (hiđroxit chỉ có tính bazơ) và phi kim (hiđroxit chỉ có tính axit). Ngoài kẽm hiđroxit thì thiếc hiđroxit, nhôm hiđroxit cũng là những chất lưỡng tính. + Các nguyên tố không có tính kim loại cũng không có tính phi kim đó : là những khí hiếm.
10. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Phân loại theo nhóm tự nhiên * Dobreiner (1780-1849) người Đức xếp các nguyên tố thành "bộ ba" có tính chất giống nhau - Ông thấy rằng các bộ ba:
11. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Phân loại theo nhóm tự nhiên Ông còn thấy rằng Stronti có khối lượng gần bằng trung bình cộng của hai nguyên tố trước nó: [40 (Ca) + 137 (Ba)]/2 = 88 (Sr). Và ông thấy rằng các bộ ba khác cũng có tính chất tương tự như: Li Na K Cl Br I 7 23 39 35 80 127 Và một số bộ ba khác: clo, brom, iot ; lưu huỳnh, oxi, selen, telu vào một nhóm ; nitơ, phốt pho, asen, antimon, bitmut vào một nhóm khác.
12. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Phân loại theo nhóm tự nhiên * Newlands (1837 - 1898) người Anh xếp các nguyên tố vào bộ tám. Ông nhận thấy 8 nguyên tố xếp sau lặp lại tính chất 8 nguyên tố đứng trước như luật "bát bộ", ông gọi chúng là "octave" (bộ tám) theo cách gọi các quãng tám trong âm nhạc.
13. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Phân loại theo nhóm tự nhiên * Bảng biến đổi thể tích nguyên tử các nguyên tố của Mayer Năm 1869, nhà hoá học Đức Lothar Mayer vẽ đồ thị biểu diễn sự thay đổi thể tích nguyên tử theo chi tăng của trọng lượng nguyên tử. Ông nhận thấy có sự biến đổi tuần hoàn.
14. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Phân loại theo nhóm tự nhiên * Bảng biến đổi thể tích nguyên tử các nguyên tố của Mayer
15. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Các BTH khác * BTH của A.E.Beguyer de Chancourtois:
16. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Các BTH khác * BTH của Gilbert Newton Lewis:
17. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Các BTH khác * BTH của Roy Alexandre:
18. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Các BTH khác * BTH của Dr. Timmothy:
19. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Các BTH khác * BTH của Professor Thoedor Benfey:
20. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Các BTH khác * BTH của Emil Zmaczynski:
21. 2. PHÂN LOẠI CÁC BTH TRƯỚC MENDELEEV b. Các BTH khác * BTH của Albert Tarantola:
22. 3. BTH CỦA MENDELEEV VÀ CÁC BTH HIỆN ĐẠI a. BTH nguyên thủy của Mendeleev:
23. 3. BTH CỦA MENDELEEV VÀ CÁC BTH HIỆN ĐẠI a. BTH nguyên thủy của Mendeleev:
24. 3. BTH CỦA MENDELEEV VÀ CÁC BTH HIỆN ĐẠI b. BTH hiện đại của Mendeleev:
25. II. CƠ SỞ HÌNH THÀNH BTH a. Nguyên tắc sắp xếp
26. II. CƠ SỞ HÌNH THÀNH BTH b. Cấu tạo BTH * Ô nguyên tố:
27. II. CƠ SỞ HÌNH THÀNH BTH b. Cấu tạo BTH * Chu kì:
28. II. CƠ SỞ HÌNH THÀNH BTH b. Cấu tạo BTH * Nhóm nguyên tố: Là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành một cột.
29. II. CƠ SỞ HÌNH THÀNH BTH b. Cấu tạo BTH * Khối các nguyên tố: - Khối các nguyên tố s: gồm các nguyên tố nhóm IA và IIA. - Khối các nguyên tố p: gồm các nguyên tố thuộc các nhóm IIIA đến VIIIA (trừ He). - Khối các nguyên tố d: gồm các nguyên tố thuộc nhóm B. - Khối các nguyên tố f: gồm các nguyên tố thuộc học Lantan và họ Actini.
30. III. SỰ LIÊN HỆ VẬT LÝ – HÓA HỌC TRONG VIỆC GIẢI THÍCH TÍNH CHẤT CỦA BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN Một đỉnh cao trong sự phát triển của ngành hóa học chính là phát minh bảng tuần hoàn nguyên tố. Theo Mendeleev: - Liệt kê các nguyên tố theo hàng hoặc cột theo thứ tự khối lượng nguyên tử và bắt đầu mỗi hàng hoặc cột mới khi các thuộc tính của nguyên tố bắt đầu lặp lại. - Đôi khi bỏ qua trật tự cứng nhắc theo khối lượng nguyên tử và hoán chuyển các nguyên tố lân cận (telua và iot)
31. III. SỰ LIÊN HỆ VẬT LÝ – HÓA HỌC TRONG VIỆC GIẢI THÍCH TÍNH CHẤT CỦA BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN Khi lí thuyết cơ học lượng tử ra đời, người ta khám phá ra sự tuần hoàn trong tính chất của các nguyên tố hóa học chính là sự tuần hoàn trong cách sắp xếp electron theo lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử.(nguyên lí pauli, nguyên lí năng lượng cực tiểu). Với sư phát triển của các lý thuyết về cấu trúc nguyên tử (sự tồn tại và tính chất của proton và nơtron), người ta nhận thấy rõ ràng là Mendeleev đã vô tình liệt kê các nguyên tố theo trật tự số hiệu nguyên tử (hay điện tích hạt nhân) tăng dần.
32. IV. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA BTH Số hiệu nguyên tử 43 - Technetium Số hiệu nguyên tử 92 - Uranium Số hiệu nguyên tử từ 93 - 100 – Neptunium – Fermium Số hiệu nguyên tử từ 104 - 106 - Rutherfordium–Seaborgium
33. IV. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA BTH Số hiệu nguyên tử từ 107-112 - Bohrium– Copernicium Số hiệu nguyên tử 113 -118 - Ununtrium– Ununoctium Số hiệu 119? ?
34. BẢNG TUẦN HOÀN HIỆN ĐẠI NĂM 2010
35. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình Vật lý nguyên tử và hạt nhân năm 2016 – Nguyễn Trường Long và Hoàng Xuân Dinh. 2. Lịch sử hình thành bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học – Wikimedia.com. 3. Bảng tuần hoàn – nghiepvusupham.com. 4. Hành trình mở rộng Bảng tuần hoàn – thuvienvatly.com.