Sách giáo khoa Hóa học 10 - Nguyễn Xuân Trường

 6, 7.
 Các nguyên tố phi kim Si, P, S, Cl lần lượt tạo 4, 3, 2, 1 liên kết cộng hoá trị với hiđro nên
chúng có hoá trị lần lượt là 4, 3, 2, 1.
 Đối với các chu kì khác, sự biến đổi hoá trị của các nguyên tố cũng diễn ra tương tự.
d) Tính chất của các oxit và hiđroxit của các nguyên tố thuộc phân nhóm
chính
- Trong một chu kì, đi từ trái sang phải theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của
các oxit và hiđroxit tương ứng yếu dần, đồng thời tính axit của chúng mạnh dần.
Sự biến đổi tính chất axit - bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng
 Ta lấy oxit và hiđroxit tương ứng của các nguyên tố thuộc chu kì 3 làm ví dụ :
 Nhôm hiđroxit Al(OH)3 là một hiđroxit lưỡng tính : nó thể hiện tính bazơ khi tác dụng với axit
và thể hiện tính axit khi tác dụng với bazơ.
- Trong một phân nhóm chính, khi đi từ trên xuống dưới theo chiều tăng của điện tích hạt nhân,
tính bazơ của các oxit và hiđroxt tương ứng mạnh dần, đồng thời tính axit của chúng yếu dần (trừ
nhóm VIII).
Ví dụ : Trong phân nhóm chính nhóm III, oxit và hiđroxit của nguyên tố đầu nhóm (B2O3 và
H3BO3) có tính axit, nhưng oxit và hiđroxit của nguyên tố cuối nhóm là tali (Tl2O3 và Tl(OH)3)
lại có tính bazơ.
 Sự biến đổi tính axit - bazơ của các oxit và hiđroxit của các nguyên tố thuộc các phân nhóm
chính được trình bày trong bảng 7. Ta nhận thấy, nếu kẻ một đường chéo qua các nguyên tố B,
Si, As, Te, At thì oxit và hiđroxit của các nguyên tố phía trái đường chéo có tính chất bazơ, còn
oxit và hiđroxit của các nguyên tố nằm trên đường chéo và phía bên phải có tính axit.
 Ngoài các tính chất đã nêu trên, còn nhiều tính chất khác cũng biến đổi tuần hoàn.
8. Vị trí của các nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn và tính chất hoá học của chúng
a) Biết vị trí của một nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn (tức là biết số thứ tự của
nguyên tố, số thứ tự của chu kì, số thứ tự của nhóm, phân nhóm chính hay phụ) , có thể suy ra
cấu tạo nguyên tử của nguyên tố đó.
Ví dụ : Biết nguyên tố có số thứ tự là 20 thuộc chu kì 4, phân nhóm chính nhóm II, có thể suy
ra : Nguyên tử của nguyên tố đó có 20 proton, 20 electron. Nguyên tử đó có 4 lớp electron (vì số
lớp electron bằng số thứ tự của chu kì) ; Có 2 electron ngoài cùng (vì số electron ngoài cùng của
các nguyên tố phụ thuộc phân nhóm chính bằng số thứ tự của nhóm). Đó là nguyên tố canxi.
Ngược lại, biết cấu tạo nguyên tử của một nguyên tố, có thể suy ra vị trí của nguyên tố đó
trong hệ thống tuần hoàn.
Ví dụ : Biết cấu hình electron của một nguyên tố là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 có thể suy ra nguyên tố
đó chiếm ô thứ 17 trong hệ thống tuần hoàn (vì nguyên tử có 17e, 17 proton, điện tích hạt nhân là
17+ bằng số thứ tự của nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn), nguyên tố đó thuộc chu kì 3 (vì có 3
lớp electron), thuộc phân nhóm chính nhóm VII (vó 7 electron ngoài cùng). Đó là nguyên tố clo.
b) Biết vị trí của một nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn, có thể suy ra những
tính chất hoá học cơ bản của nó.
 Đó là :
- Tính kim loại (các nguyên tố phân nhóm chính nhóm I, II, III, trừ bo) ; tính phi kim (các
nguyên tố phân nhóm chính nhóm VII, VI, V).
- Hoá trị cao nhất với oxi
- Viết được công thức hợp chất với oxi
- Oxit và hiđroxit có tính axit hay bazơ.
Ví dụ : - Nguyên tố canxi thuộc chu kì 4, phân nhóm chính nhóm II.
- Vậy nó là kim loại
- Hoá trị cao nhất với oxi bằng 2 (bằng số thứ tự của nhóm).
- Công thức oxit cao nhất là CaO. Không tạo hợp chất khí với hiđro.
- CaO và Ca(OH)2 có tính bazơ mạnh
c) Dựa vào hệ thống tuần hoàn, có thể dự đoán được cấu tạo nguyên tử và
tính chất hoá học của các nguyên tố chưa được tìm ra.
Ví dụ : Nguyên tố có số thứ tự 87 không tồn tại trong tự nhiên, nhưng trước khi điều chế nhân
tạo được nguyên tố đó người ta đã dự đoán được cấu tạo nguyên tử và những tính chất hoá học cơ
bản của nó theo cách suy đoán sau :
- Nguyên tố có số thứ tự 87, vậy có 87 proton và 87 electron.
- Nó có 7 lớp electron (vì thuộc chu kì 7).
- Lớp ngoài cùng có 1 electron (vì ở phân nhóm chính nhóm I).
- Tính chất hoá học của nó là tính chất của kim loại kiềm và trong nhóm kim loại kiềm, nó có
tính chất kim loại mạnh nhất (vì nó nằm ở cuối nhóm).
 Cấu tạo nguyên tử và tính chất hoá học của nguyên tố franxi (Z = 87) điều chế nhân tạo năm
1939 đã xác nhận các dự đoán trên là hoàn toàn đúng đắn.
9. Định luật tuần hoàn Menđêlêep
Trên cơ sở số hiệu nguyên tử và cấu trúc electron của các nguyên tố hoá học, người ta đã xây
dựng được hệ thống tuần hoàn (chương I). Dựa vào hệ thống tuần hoàn, ta đã nghiên cứu sự biến
đổi tính chất của các nguyên tố.
 Thật ra, ngay từ năm 1869, dựa vào khối lượng nguyên tử của các nguyên tố và sự biến đổi
tích chất hoá học của chúng, nhà bác học người Nga Menđêlêep, lần đầu tiên đã lập được bảng
tuần hoà và tìm ra định luật tuần hoàn.
 Ngày nay, định luật tuần hoàn được phát biểu như sau :
"Tính chất của các nguyên tố cũng như thành phần và tính chất của các đơn chất và hợp chất
tạo nên từ các nguyên tố đó biến thiên tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên
tử".
III. Phản ứng oxi hoá - khử
1. Định nghĩa phản ứng oxi hoá - khử
Ví dụ : Khi đốt natri trong khí clo, ta có phương trình phản ứng :
 (1)
 Trong phản ứng trên, nguyên tử natri nhường electron cho nguyên tử clo, biến thành ion Na+
và ion Clˉ. Ta có các quá trình sau :
Na - e = Na+
Cl + e = Clˉ
 Người ta gọi quá trình natri nhường electron là quá trình oxi hoá natri.
 Quá trình clo thu electron là quá trình khử clo. Nguyên tử natri nhường electron : nó là chất
khử (hay chất bị oxi hoá).
 Nguyên tử clo thu electron : nó là chất oxi hoá (hay chất bị khử).
 Phản ứng (1) là phản ứng oxi hoá - khử
Ví dụ 2 : Cho clo tác dụng với muối sắt (II) clorua, ta có phương trình phản ứng :
 (2)
 Trong phản ứng trên ion Fe2+ (trong muối FeCl2) nhường electron cho nguyên tử clo để tạo
thành ion Fe3+ và ion Clˉ. Ta có các quá trình sau :
Fe2+ - e = Fe3+ sự oxi hoá
Cl + e = Clˉ sự khử
 Ion Fe2+ là chất khử, nguyên tử clo là chất oxi hoá.
 Khái niệm "chất" ở đây là bao gồm nguyên tử, phân tử hoặc ion.
 Phản ứng (2) là phản oxi hoá - khử
Định nghĩa : Sự oxi hoá là sự mất electron
Sự khử là sự thu electron
 Chất nhường electron là chất khử
 Chất thu electron là chất oxi hoá.
Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng trong sso nguyên tử hoặc ion này nhường electron cho
nguyên tử hoặc ion khác.
 Một chất chỉ có thể nhường electron khi có mặt một chất khác thu electron. Vì vậy trong phản
ứng oxi hoá - khử, quá trình oxi hoá và quá trình khử bao giờ cũng diễn ra đồng thời.
2. Số oxi hoá (hay mức oxi hoá)
 Để thuận tiện cho việc thành lập phương trình phản ứng oxi hoá - khử, người ta dùng khái
niệm số oxi hoá.
 Số oxi hoá là diện tích của nguyên tử trong phân tử nếu giả định rằng các cặp electron chung
chuyển hẳn về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn (nghĩa là nếu phân tử có liên kết ion).
 Số oxi hoá của các nguyên tố được xác định theo các quy tắc sau :
 a. Số oxi hoá của nguyên tử các đơn chất bằng không
Ví dụ : Số oxi hoá của Fe, Cu, Cl, S bằng không
 b. Đối với các ion đơn nguyên tử, số oxi hoá bằng điện tích của ion đó.
Ví dụ : Số oxi hoá của Na+, Mg2+, Iˉ, S2-, lần lượt bằng +1, +2, -1, -2.
 c. Trong các hợp chất, số oxi hoá của hiđro bằng +1, của oxi bằng -2.
 d. Trong một phân tử, tổng số oxi hoá của các nguyên tử bằng không.
Ví dụ : Tính số oxi hoá của nitơ trong các hợp chất amoniac NH3, axit nitơrơ HNO2 và axit
nitric HNO3.
 Ta gọi x, y, z là các số oxi hoá cần tìm.
 Trong NH3 : x + 3(+1) = 0  x = -3
 Trong HNO2 : (+1) + y + 2(-2) = 0  y = +3
 Trong HNO3 : (+1) + z + 3(-2) = 0  z = +5
3. Cân bằng phương trình phản ứng oxi hoá - khử
A. Nhận xét
 Qua các ví dụ 1 và 2 (phần I) ta thấy
- Trong các phản ứng oxi hoá - khử, bao giờ cũng có sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố.
- Khi một chất nhường electron, số oxi hoá của nó tăng lên.
- Khi một chất thu electron, số oxi hoá của nó giảm đi.
B. Cân bằng phương trình phản ứng oxi hoá - khử
Ví dụ 1 : Fe2O3 + H2  Fe + H2O
Ta theo các bước sau :
 1. Xác định số oxi hoá của các nguyên tố trong phản ứng để tìm chất oxi hoá và chất khử.
 Số oxi hoá của sắt giảm từ +3 đến 0 : Fe+3 (trong Fe2O3) là chất oxi hoá. Số oxi hoá của hiđro
tăng từ 0 đến +1 : H là chất khử.
 2. Viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình.
Fe+3 + 3e = Fe0
H - e = H+
 3. Tìm hệ số đồng thời cho chất oxi hoá và chất khử theo quy tắc số electron do chất khử
nhường ra bằng số electron chất oxi hoá thu vào.
 Hệ số:
 Các hệ số 1 và 3 có nghĩa là một ion Fe+3 đã thu 3e của 3 nguyên tử H hoặc 2 ion Fe+3 đã thu
63 của 3 phân tử H2.
 4. Đặt các hệ số của chất oxi hoá và chất khử vào phương trình phản ứng và kiểm tra lại :
Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O
Ví dụ 2 : Cân bằng phương trình phản ứng đốt khí hiđro sunfua
 Số oxi hoá của lưu huỳnh tăng từ -2 đến +4. Vậy S-2 (trong H2S) là chất khử.
 Số oxi hoá của oxi giảm tử 0 đến -2. Vậy O là chất oxi hoá.
2. S-2 - 6e = S+4
O2 + 4e = 2O-2
 3. Tìm hệ số đồng thời của chất oxi hoá và chất khử :
- Tìm bội số chung nhỏ nhất cho 2 hệ số electron (ở đây là 12)
 4. Đặt các hệ số của chất oxi hoá và chất khử vào phương trình. Dựa trên cơ sở đó, cần bằng
toàn phương trình
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
4. Phân loại các phản ứng hoá học
 Trong hoá học vô cơ, người ta thường chia các phản ứng hoá học thành hai loại :
1) Phản ứng không kèm theo sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố : Đó là phản ứng trao
đổi, một số phản ứng kết hợp, một số phản ứng phân huỷ.
Ví dụ : NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3
SO3 + H2O = H2SO4
 CaCO3
OtCaO + CO2
Trong các phản ứng trên, không có sự nhường và sự thu electron nên số oxi hoá của các
nguyên tố không thay đổi.
2) Phản ứng kèm theo sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố : Đó là phản ứng oxi hóa -
khử.
 Từ đó ra có định nghĩa sau :
 Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng có kèm theo sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố.
IV. Phân nhóm chính nhóm VII - Nhóm halogen
1. Các halogen
Nhóm halogen gồm flo, clo, brom, iot và at