Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là một phương pháp liệt kê các nguyên tố hóa học thành bảng. Có nhiều dạng bảng tuần hoàn, tuy nhiên thông dụng nhất vẫn là bảng tuần hoàn Mendeleev.
Bảng tuần hoàn Mendeleev
Bảng tuần hoàn của Mendeleev được thiết kế dựa trên số hiệu nguyên tử (số proton trong hạt nhân), cấu hình electron và các tính chất hóa học tuần hoàn của chúng. Các nguyên tố được sắp xếp theo trật tự số hiệu nguyên tử tăng dần, thường được liệt kê cùng với ký hiệu hóa học trong mỗi ô. Dạng tiêu chuẩn của bảng gồm các nguyên tố được sắp xếp thành 18 cột và 7 dòng, với hai dòng kép nằm riêng nằm bên dưới cùng.
Cấu tạo bảng tuần hoàn
Bảng tuần hoàn bao gồm các ô nguyên tử, sắp xếp theo trật tự tăng dần của số hiệu nguyên tử tạo thành các Chu kỳ và Nhóm. Các hàng trong bảng gọi là các chu kỳ. Các cột gọi là các nhóm, một số nhóm có tên riêng như nhóm halogen hoặc nhóm khí hiếm.
Bảng tuần hoàn thể hiện những xu hướng tuần hoàn về cấu tạo và tính chất của các nguyên tố hóa học. Dạng thông thường hay dạng tiêu chuẩn của Bảng tuần hoàn gồm 8 cột. Bảng tuần hoàn rộng gồm có cả họ Lantan và học Actini. Dù dạng bảng chuẩn hay biến thể thì cũng đều có thể dùng để suy ra mối quan hệ giữa các tính chất của nguyên tố và tiên đoán tính chất của những nguyên tố mới, chưa được khám phá hoặc chưa tổng hợp được.
Bảng tuần hoàn tiêu chuẩn
Bởi Quenhitran – Derivative works of this file: Periodic Table of the Elements svg.svg, CC-BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=34764713
Tính tới thời điểm năm 2013, bảng tuần hoàn có 114 nguyên tố đã được xác nhận. Các nguyên tố 113, 115, 117 và 118 đã được tổng hợp trong phòng thí nghiệm nhưng những tuyên bố tổng hợp thành công chúng chưa được IUPAC chính thức công nhận. Do đó những nguyên tố này chỉ nêu theo tên hệ thống (dựa trên số hiệu nguyên tử) mà chưa có tên riêng.
Tổng cộng 98 nguyên tố xuất hiện trong tự nhiên; 16 nguyên tố còn lại, từ ensteini tới copernici, và flerovi cùng livermori, chỉ xuất hiện trong phép tổng hợp nhân tạo. Trong số 98 nguyên tố đó, 84 là nguyên tố nguyên thủy, nghĩa là xuất hiện trước khi Trái Đất hình thành. 14 nguyên tố còn lại chỉ xuất hiện trong các chuỗi phân rã của các nguyên tố nguyên thủy.
Với lượng lớn và ở dạng tinh khiết, không có nguyên tố nào nặng hơn einsteini (số hiệu 99) từng quan sát thấy.
Phương pháp sắp xếp trong bảng tuần hoàn
Nhóm
Một nhóm, còn gọi là một họ, là một cột đứng trong bảng tuần hoàn. Các nhóm thường thể nhiều xu hướng tuần hoàn quan trọng hơn là các chu kỳ và các khối. Các thuyết về cấu trúc nguyên tử trong cơ học lượng tử hiện đại giải thích rằng các nguyên tố trong cùng một nhóm có cấu hình electron như nhau trong lớp hóa trị của chúng, và do đó các nguyên tố trong cùng một nhóm có tính chất hóa học giống nhau và thể hiện một xu hướng rõ ràng trong các tính chất với số hiệu nguyên tử tăng dần. Tuy nhiên, trong một vài phần của bảng tuần hoàn, như các khối d và f, tính tương đồng theo chiều ngang có thể quan trọng không kém, hoặc thậm chí quan trọng hơn, tính tương đồng theo chiều dọc.
Theo quy ước đặt tên quốc tế, các nhóm đánh số từ 1 đến 18 từ cột đầu tiên bên trái (kim loại kiềm) đến cột cuối cùng bên phải (khí hiếm). Ngoài ra có thể đánh thứ tự từ I đến VII theo số La Mã với loại “A” nếu electron mang năng lượng cao nhất nằm ở lớp s hoặc p, hoặc “B” nếu electron mang năng lượng cao nhất nằm ở lớp d hoặc f. Số La Mã bằng hàng đơn vị của thứ tự cột từ trái sang phải (chẳng hạn, cột thứ 4 là nhóm IVB, và cột thứ 14 là IVA). Các nhóm thứ 8, 9, 10 được xếp chung thành một nhóm lớn là VIIIB. Tiêu chuẩn cũ của IUPAC từng lưu hành ở châu Âu cũng tương tự, trừ chữ “A” được dùng nếu nhóm nằm trước 10 và “B” được dùng cho nhóm 10 trở về sau; ngoài ra nhóm VIIIB ở đây gọi là nhóm VIII còn nhóm VIIIA là nhóm 0. Năm 1988, hệ thống đặt tên IUPAC mới có hiệu lực, và các tên gọi nhóm cũ theo chữ số La Mã đã bị loại bỏ,[12] nhưng vẫn tồn tại ở một số nước như Việt Nam.
Một số nhóm này có tên thông thường, chẳng hạn nhóm 2 được gọi là nhóm kim loại kiềm thổ. Nhóm 3–10 không có tên chung của 3 nhóm và được xem là đơn giản vì các nguyên tố trong nhóm thể hiện ít tính chất tương đồng hơn.
Các nguyên tố cùng nhóm có khuynh hướng thể hiện sự biến thiên tương tự về bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa, và độ âm điện. Từ trên xuống trong cùng một nhóm, bán kính nguyên tử tăng dần. Do có nhiều mức năng lượng được lấp đầy hơn, các electron hóa trị nằm ở xa hạt nhân hơn, từ trên xuống, các nguyên tố sau có mức năng lượng ion hóa thấp dần, tức là electron dễ tách ra khỏi nguyên tử bởi liên kết kém đi. Tương tự, trong một nhóm từ trên xuống, độ âm điện có xu hướng giảm do khoảng cách giữa các electron hóa trị và hạt nhân tăng dần. Các xu hướng này cũng có ngoại lệ do có những biến động đặc biệt trong cấu tạo nguyên tử.
Chu kỳ
Một chu kỳ là một hàng ngang trong bảng tuần hoàn. Trong một chu kì từ trái sang phải, bán kính nguyên tử giảm dần do mỗi nguyên tố thêm vào proton khiến cho electron lớp ngoài bị kéo lại gần hạt nhân hơn. Bán kính nguyên tử giảm làm năng lượng ion hóa và độ âm điện tăng dần. Ái lực electron cũng ít nhiều có một xu hướng, với kim loại (phía trái) thường có ái lực electron thấp hơn phi kim (phía bên phải).
Các khí hiếm là ngoại lệ.
Khối
Các vùng khác nhau trên bảng tuần hoàn đôi khi được xem là “khối” (tiếng Anh: “block”) theo cách mà các vỏ electron của các nguyên tố được lấp đầy. Mỗi lớp được đặt tên theo sự sắp xếp các electron cuối cùng trong vỏ. Khối s gồm hai nhóm đầu tiên (kim loại kiềm và kiềm thổ) cũng như hydro và heli. Khối p gồm 6 nhóm cuối từ số 13 đến 18 theo IUPAC (IIIA đến VIIIA theo bảng hiện hành ở Việt Nam), trong đó có tất cả các á kim và một số kim loại cùng phi kim. Khối d gồm các nhóm thứ 3 đến 12 theo IUPAC (tức 3B đến 2B) và chứa tất cả kim loại chuyển tiếp. Khối f, thường xếp riêng bên dưới bản tuần hoàn, gồm những nguyên tố kim loại thuộc các họ lantan và actini.
Bởi Quenhitran – Derivative works of this file: Periodic table blocks spdf (32 column).svg, CC-BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=34782390
Xu hướng tuần hoàn
Bởi User:Mirek2, modified and translated into Vietnamese by Michel Djerzinksi – Derivative works of this file: Periodic trends.svg, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=34704482
Kiến thức tham khảo từ https://vi.wikipedia.org/wiki/B%E1%BA%A3ng_tu%E1%BA%A7n_ho%C3%A0n
