Bảng nguyên tố hoá học lớp 8

Nguyên tố Hoá Học là gì ?

Định nghĩa

Nguyên tố hóa học là một loại nguyên tử có cùng số proton trong hạt nhân. Mỗi nguyên tố được nhận diện bằng số nguyên tử (số proton) và thường có ký hiệu hóa học ngắn gọn (một hoặc hai chữ cái). Ví dụ: nguyên tố hiđrô có một proton, ký hiệu H; nguyên tố carbon có sáu proton, ký hiệu C.

Hiện nay có 118 nguyên tố được cộng đồng khoa học công nhận và liệt kê trên bảng tuần hoàn.

Trên thực tế, chúng ta chỉ đề cập tới những lượng nguyên tử vô cùng lớn như để tạo ra 1 gam nước cũng cần tới hơn 30 nghìn tỉ tỉ nguyên tử oxi và nguyên tử hidro còn nhiều gấp đôi thế.

Do vậy, chúng ta nên gọi đó là những nguyên tử loại này hay những nguyên tử loại kia thì người ta nói nguyên tố hoá học này, nguyên tố hoá học kia.

Từ định nghĩa ở trên ta có số p là số đặc trưng của một nguyên tố hoá học nào đó. Các nguyên tử thuộc cùng một nguyên tố hoá học thì chúng đều có tính chất hoá học như nhau hay nói cách khác là tương tự nhau.

Cấu trúc nguyên tử và hạt nhân của nguyên tố hóa học

Một nguyên tử gồm hai phần chính: hạt nhân ở giữa và lớp electron bao quanh.

• Hạt nhân chứa hai loại hạt: proton (mang điện dương) và nơtron (không mang điện). Hạt nhân tích tụ hầu hết khối lượng của nguyên tử.
• Lớp electron gồm các electron (mang điện âm) chuyển động xung quanh hạt nhân trong những vùng năng lượng khác nhau. Số electron trung hòa với số proton khi nguyên tử trung hòa về điện.

Hai thông số quan trọng:

• Số nguyên tử (ký hiệu Z): bằng số proton, xác định nguyên tố.
• Nguyên tử khối (gần đúng bằng số khối A): là tổng số proton và nơtron trong hạt nhân; nguyên tử khối xấp xỉ cho biết khối lượng tương đối của nguyên tử.

Proton

Bản chất: proton là hạt tích điện dương (+1).

Vai trò: số proton xác định danh tính nguyên tố (ví dụ: nguyên tử có 6 proton là carbon).

Ảnh hưởng: thay đổi số proton đồng nghĩa thay đổi nguyên tố hoàn toàn.

Nơtron (notron / nơtron)

Bản chất: nơtron là hạt trung hòa (không điện).

Vai trò: cùng với proton cấu thành khối lượng hạt nhân; khác nhau về số nơtron dẫn tới các đồng vị khác nhau của cùng một nguyên tố.

Tác dụng: nơtron góp vào độ bền hạt nhân; quá nhiều hoặc quá ít nơtron so với proton có thể khiến hạt nhân không bền.

Lực giữ hạt nhân

Các proton đều mang điện dương, vì vậy về mặt coulomb (đẩy tĩnh điện) chúng có xu hướng đẩy nhau. Tuy nhiên hạt nhân vẫn bền nhờ lực hạt nhân (lực mạnh nội hạt) – một lực rất mạnh nhưng hoạt động trong khoảng cách rất ngắn, giữ proton và nơtron với nhau.

Khi thành phần proton/nơtron không cân bằng, lực này không thể giữ hạt nhân ổn định, dẫn tới phóng xạ hoặc phân rã.

Electron

Bản chất: electron mang điện âm, khối lượng rất nhỏ so với proton/nơtron.

Lớp electron và các mức năng lượng: electron bố trí theo các lớp (vỏ), số electron ở lớp ngoài cùng quyết định tính chất hóa học (tính tạo liên kết).

Vai trò hóa học: electron ở lớp ngoài (electron hóa trị) tham gia vào liên kết hóa học, quyết định hóa trị và tính phản ứng của nguyên tử.

Đồng vị của một nguyên tố hóa học

Định nghĩa: đồng vị là những nguyên tử của cùng một nguyên tố (cùng số proton) nhưng có số nơtron khác nhau.

Hệ quả: đồng vị có cùng tính hóa học cơ bản nhưng khối lượng khác nhau; một số đồng vị là phóng xạ (không bền) và sẽ phân rã theo thời gian.

Ví dụ: carbon có đồng vị carbon-12 (6 proton, 6 nơtron) và carbon-14 (6 proton, 8 nơtron; phóng xạ).

Ký hiệu hoá học

Mỗi nguyên tố có ký hiệu hóa học bằng chữ cái Latinh, thường một chữ cái viết hoa hoặc hai chữ cái (chữ đầu viết hoa, chữ sau viết thường). Ví dụ: H (hiđrô), O (oxi), C (carbon), Na (natri), Cl (clo).

Ký hiệu giúp viết gọn tên nguyên tố trong công thức và bảng tuần hoàn.

Ví dụ:

Ký hiệu hoá học của nguyên tố hidro là H
Ký hiệu hoá học của nguyên tố canxi là Ca
Ký hiệu hoá học của nguyên tố cacbon là C

Theo quy ước thì mỗi ký hiệu của nguyên tố còn chỉ 1 nguyên tử của nguyên tố đó.

Ký hiệu hoá học của nguyên tố hidro là H ta hiểu đó là ký hiệu hoá học chỉ 1 nguyên tử hidro còn để thể hiện hai nguyên tử hidro thì chúng ta viết là 2 H.

Ký hiệu hoá học được sử dụng trên toàn thế giới nên chúng có quy ước thống nhất và có quy định bắt buộc.

Nguyên Tử Khối

Nguyên tử khối (số khối A) là tổng số proton và nơtron của hạt nhân. Đây là cách xấp xỉ khối lượng tương đối của nguyên tử.

Trên bảng tuần hoàn, giá trị hiển thị thường là khối lượng nguyên tử trung bình (lấy trung bình theo tỉ lệ tự nhiên của các đồng vị), nên không phải luôn là số nguyên.

Nguyên tử có khối lượng vô cùng bé, như vậy nếu chúng ta tính bằng gam thì trị số quá nhỏ làm cho tính toán rất mất nhiều thời gian, công sức . . . và không tiện khi sử dụng.

Ví dụ khối lượng của 1 nguyên tử C bằng: 0,000000000000000000000019926 g = 1,9926×10^-23 g

Chính vì vậy mà trong khoa học sử dụng cách riêng để biểu thị khối lượng của một nguyên tử.
Người tra quy ước lấy 1/12 khối lượng nguyên tử cacbon làm đơn vị khối lượng cho nguyên tử và gọi đó là đơn vị cácbon.

Viết tắt của đơn vị cacbon là đvC

Đơn vị Cacbon

Đơn vị cacbon (đvC), hay còn được gọi là đơn vị khối lượng nguyên tử thống nhất (unified atomic mass unit – u), là một đơn vị tiêu chuẩn dùng để biểu thị khối lượng của các nguyên tử và phân tử.

Ký hiệu quốc tế của đơn vị cacbon là (u). đvC được định nghĩa chính xác bằng 1/12 khối lượng của một nguyên tử đồng vị cacbon-12 (12C).

Nguồn gốc và Ý nghĩa

• Lịch sử: Ban đầu, các nhà khoa học sử dụng nguyên tử hydro làm chuẩn. Tuy nhiên, sau đó họ chuyển sang sử dụng oxy và cuối cùng thống nhất sử dụng cacbon-12 vì đồng vị này vừa dồi dào, vừa ổn định, lại dễ dàng tinh chế.
• Mục đích: Việc sử dụng ĐVC giúp đơn giản hóa việc tính toán khối lượng của các hạt vi mô. Thay vì dùng các con số cực kỳ nhỏ và khó nhớ (ví dụ: khối lượng của một nguyên tử hydro là 1,673×10−27 kg), người ta có thể biểu thị chúng bằng các số nguyên hoặc số thập phân nhỏ hơn nhiều (khối lượng của một nguyên tử hydro xấp xỉ 1 ĐVC).

Mối liên hệ với các đơn vị khác

• Giá trị quy đổi: 1 ĐVC ≈ 1,66053906660×10−27 kg.
• Khối lượng nguyên tử: Khối lượng nguyên tử tương đối của một nguyên tố được tính bằng cách so sánh khối lượng trung bình của một nguyên tử của nguyên tố đó với 1 ĐVC. Ví dụ, khối lượng nguyên tử của oxi là 15,999 u, có nghĩa là một nguyên tử oxi nặng gấp khoảng 16 lần 1/12 khối lượng nguyên tử cacbon-12.

Dựa vào quy ước trên, ta có thể tính được khối lượng của một số nguyên tử như sau:

M_C = 12 đvC
M_H = 1 đvC
M_O = 16 đvC

Các giá trị này chỉ thể hiện nặng nhẹ giữa các nguyên tử và lưu ý rằng khối lượng trên chủ là khối lượng tương đối giữa các nguyên tử. Người ta gọi khối lượng này là nguyên tử khối và định nghĩa như sau:

Nguyên tử khối là khối lượng của một nguyên tử tính bằng đơn vị cácbon
Bình thường, ta có thể bỏ viết tắt của đơn vị cacbon.

Lưu ý: Mỗi nguyên tố có khối lượng nguyên tử nhất định. Vì vậy, khi ta biết được khối lượng của nguyên tố X nào đó thì ta có thể biết được X là nguyên tố hoá học nào.

Hóa trị

Hóa trị là khả năng liên kết của một nguyên tử, thường được biểu diễn bằng số electron tham gia vào liên kết hay số liên kết mà nguyên tử đó có thể tạo.

Nguyên tắc đơn giản (lớp 8): nhiều nguyên tố trong cùng một cột (nhóm) của bảng tuần hoàn có cùng số electron ở lớp ngoài cùng và do đó có hóa trị tương tự. Ví dụ:

• Hiđrô (H): hóa trị 1.
• Oxi (O): hóa trị phổ biến 2.
• Nitơ (N): hóa trị phổ biến 3.
• Carbon (C): hóa trị 4.
• Clo (Cl): hóa trị 1.
• Natri (Na): hóa trị 1; Canxi (Ca): hóa trị 2; Nhôm (Al): hóa trị 3.

Lưu ý: một số nguyên tố có nhiều hóa trị phụ thuộc môi trường phản ứng; ở cấp độ lớp 8 chỉ cần nắm hóa trị phổ biến

Phân loại nguyên tố

Trong bảng tuần hoàn nguyên tố thường được phân thành các nhóm lớn:

Các nguyên tố kim loại

• Đặc điểm chung: dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, dễ dát mỏng và kéo sợi, có độ bóng kim loại; thường cho electron để tạo ion dương khi phản ứng.
• Vị trí trên bảng: nằm ở phía bên trái và ở giữa (khối s).
• Ví dụ điển hình: sắt (Fe), đồng (Cu), nhôm (Al), vàng (Au), natri (Na), canxi (Ca).
• Ứng dụng: xây dựng, điện, hợp kim, đồ gia dụng, pin, v.v.

Các nguyên tố phi kim (phi kim)

• Đặc điểm chung: không có tính kim loại; thường cách điện hoặc dẫn kém, có thể ở dạng khí, lỏng hoặc rắn giòn; thường nhận electron để tạo ion âm hoặc chia sẻ electron trong liên kết cộng hóa trị.
• Vị trí trên bảng: phía bên phải.
• Ví dụ điển hình: hiđrô (H), hiđro (thường gọi hiđrô), cacbon (C), nitơ (N), oxy (O), lưu huỳnh (S), clo (Cl).
• Vai trò: rất quan trọng cho hóa hữu cơ, sinh học, và các quá trình hô hấp.

Các nguyên tố bán kim (bán kim loại)

• Đặc điểm: có tính chất trung gian giữa kim loại và phi kim; dẫn điện trong điều kiện nhất định.
• Ví dụ: silic (Si), bo (B), asen (As).

Các nguyên tố phóng xạ

• Định nghĩa: những nguyên tố (hoặc đồng vị) có hạt nhân không bền, tự phân rã và phát ra bức xạ (hạt alpha, beta, tia gamma).
• Ví dụ: uranium (U), thorium (Th), radium (Ra), nhiều đồng vị của nguyên tố nhẹ cũng có thể phóng xạ (ví dụ carbon-14).
• Lưu ý: không phải toàn bộ nguyên tố là phóng xạ; nhiều nguyên tố có đồng vị bền và đồng vị phóng xạ.
• Ứng dụng: y học (chẩn đoán, điều trị), năng lượng hạt nhân, tuổi học địa chất; nhưng cần xử lý cẩn trọng vì nguy hiểm bức xạ.

Bảng danh sách một số nguyên tố hóa học

Bảng danh sách này thường được trình bày dưới dạng một bảng gồm nhiều cột, liệt kê các thông tin chính của một số nguyên tố hóa học phổ biến nhất, bao gồm:

• Số thứ tự: Dựa trên số hiệu nguyên tử (số proton), giúp sắp xếp các nguyên tố một cách có hệ thống.
• Tên nguyên tố: Tên gọi đầy đủ của nguyên tố (ví dụ: Natri, Sắt, Oxi).
• Ký hiệu hóa học: Ký hiệu viết tắt một hoặc hai chữ cái của tên nguyên tố (ví dụ: Na, Fe, O).
• Nguyên tử khối: Khối lượng trung bình của một nguyên tử, được tính bằng đơn vị cacbon (ĐVC). Đây là thông tin quan trọng để tính toán khối lượng mol.
• Hóa trị: Năng lực liên kết của nguyên tố trong các hợp chất. Một số nguyên tố có nhiều hóa trị.

Cách sử dụng Bảng danh sách

Bảng này là công cụ hữu ích để giải quyết các bài toán cơ bản trong hóa học 8.

Tra cứu ký hiệu và tên nguyên tố: Khi bạn thấy ký hiệu Fe, bạn có thể tra bảng để biết đó là Sắt. Ngược lại, khi gặp tên Lưu huỳnh, bạn có thể tìm thấy ký hiệu S.

Xác định nguyên tử khối: Đây là ứng dụng quan trọng nhất. Khi cần tính khối lượng phân tử của một hợp chất, bạn chỉ cần tra nguyên tử khối của từng nguyên tố trong bảng và thực hiện phép tính.

• Ví dụ: Để tính khối lượng phân tử của CO2​, bạn tra nguyên tử khối của C (12 ĐVC) và O (16 ĐVC). Khối lượng phân tử CO2​ là 12+(16×2)=44 ĐVC.

Xác định hóa trị: Bảng cung cấp hóa trị phổ biến của các nguyên tố, giúp bạn viết công thức hóa học đúng.

• Ví dụ: Để viết công thức của hợp chất giữa Sắt (Fe) và Oxi (O) với hóa trị tương ứng là III và II, bạn cần xác định chỉ số sao cho tổng hóa trị của chúng bằng nhau. Fe2​O3​ là công thức chính xác.

Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là một công cụ thiết yếu và là một trong những phát minh quan trọng nhất trong lịch sử hóa học. Đối với học sinh lớp 8, việc nắm vững cách sử dụng bảng này là nền tảng để hiểu các kiến thức hóa học sau này.

Giới thiệu chung về Bảng nguyên tố hóa học lớp 8

Bảng nguyên tố hóa học là sự sắp xếp các nguyên tố theo trật tự số hiệu nguyên tử (số proton) tăng dần. Sự sắp xếp này giúp chúng ta thấy được mối liên hệ chặt chẽ giữa các nguyên tố và dự đoán các tính chất hóa học của chúng. Bảng này do nhà hóa học người Nga Dimitri Mendeleev phát minh vào năm 1869.

• Ô nguyên tố: Mỗi nguyên tố được đặt trong một ô riêng biệt. Ô này chứa thông tin cơ bản của nguyên tố, bao gồm:
  • Số hiệu nguyên tử: Số nguyên (chỉ số proton trong hạt nhân), cũng là số thứ tự của nguyên tố trong bảng.
  • Ký hiệu hóa học: Viết tắt tên của nguyên tố (ví dụ: H – Hydrogen, O – Oxygen, Fe – Iron).
  • Tên nguyên tố: Tên đầy đủ của nguyên tố.
  • Nguyên tử khối: Khối lượng trung bình của một nguyên tử nguyên tố đó.

Cách sử dụng Bảng nguyên tố hóa học

Đọc và hiểu các thông tin trong một ô nguyên tố

Để sử dụng bảng hiệu quả, bạn cần nắm rõ ý nghĩa của các thông tin trong từng ô. Ví dụ, với ô của nguyên tố Oxi:

• Số hiệu nguyên tử là 8: Điều này có nghĩa là nguyên tử Oxi có 8 proton trong hạt nhân.
• Kí hiệu hóa học là O.
• Nguyên tử khối là 16.

Hiểu cấu tạo và các quy luật tuần hoàn

Bảng tuần hoàn được chia thành các hàng ngang và cột dọc, gọi là chu kỳ và nhóm, thể hiện quy luật biến đổi tính chất của các nguyên tố.

• Chu kỳ (Hàng ngang): Bao gồm các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử và được sắp xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần. Bảng có 7 chu kỳ, từ chu kỳ 1 đến chu kỳ 7.
• Nhóm (Cột dọc): Bao gồm các nguyên tố có cùng số electron lớp ngoài cùng. Các nguyên tố trong cùng một nhóm có tính chất hóa học tương tự nhau. Bảng có 18 nhóm, thường được chia thành nhóm chính (IA-VIIA) và nhóm phụ (IB-VIIIB).

Ứng dụng để giải quyết bài tập

Bảng nguyên tố là công cụ không thể thiếu để giải các bài toán hóa học:

• Xác định nguyên tử khối: Giúp tính toán khối lượng mol của các hợp chất.
• Xác định hóa trị: Một số nhóm nguyên tố có hóa trị đặc trưng (ví dụ: kim loại nhóm IA có hóa trị I, nhóm IIA có hóa trị II).
• Dự đoán tính chất: Dựa vào vị trí của nguyên tố (kim loại, phi kim, khí hiếm), bạn có thể dự đoán tính chất hóa học của chúng.

Có bao nhiêu nguyên tố hoá học

Tính đến nay, cộng đồng khoa học chính thức công nhận 118 nguyên tố trên bảng tuần hoàn; chu kỳ 7 đã được hoàn thành với nguyên tố nặng nhất hiện được đặt tên là oganesson (số nguyên tử 118).

Trong số này có 98 nguyên tố xuất hiện trong tự nhiên (bao gồm các nguyên tố phát hiện trên trái đất và trong hệ mặt trời, mặt trăng, một số các ngôi sao . . .) số còn lại do con người tổng hợp và được gọi là nguyên tố nhân tạo.

Ghi chú: các nguyên tố nặng hơn (số nguyên tử > 118) vẫn là đối tượng nghiên cứu trong vật lý hạt nhân; việc tổng hợp và xác nhận nguyên tố mới đòi hỏi thí nghiệm phức tạp và thời gian để được công nhận.

Các nguyên tố quan trọng & phổ biến cho sự sống

Một số nguyên tố là nền tảng cho sự sống trên Trái Đất; dưới đây là những nguyên tố chính và vai trò cơ bản của chúng:

• Carbon (C): khung xương của hợp chất hữu cơ; tạo nên chuỗi cacbon trong mọi phân tử sống (protein, đường, lipid, axit nucleic).
• Hiđrô (H): thành phần của nước và hợp chất hữu cơ; tham gia truyền proton và cấu trúc phân tử.
• Oxy (O): cần cho hô hấp tế bào; thành phần lớn của nước.
• Nitơ (N): thành phần chính của protein và axit nucleic (DNA, RNA).
• Phốt pho (P): cấu thành axit nucleic và năng lượng tế bào (phân tử mang năng lượng ATP trong sinh học).
• Lưu huỳnh (S): thành phần một số amino acid và enzym.
• Canxi (Ca): xương, răng; vai trò trong truyền dẫn thần kinh và co cơ.
• Sắt (Fe): trong huyết sắc tố (hemoglobin) mang oxy.
• Natri (Na) và Kali (K): duy trì điện thế màng tế bào, tham gia truyền thần kinh.
• Clo (Cl) và Magiê (Mg): giữ cân bằng điện giải và vai trò enzym.

Nhóm các nguyên tố này chiếm phần lớn khối lượng cơ thể sống và đóng vai trò chức năng quan trọng.

Đồng thời, qua quán sát số liệu về tỷ lệ phần trăm các nguyên tố hoá học trên vỏ trái đất chúng ta có nhận xét là không đồng đều.

Oxi là nguyên tố phổ biến nhất chiếm 49,4% và chỉ có 9 nguyên tố đã chiếm tới 98,6% khối lượng vỏ trái đất rồi.

Trong số 4 nguyên tố thiết yếu nhất cho sinh vật là CHON thì C và N là hai nguyên tố thuộc nguyên tố có khá ít.

Một vài lưu ý giáo khoa, dễ hiểu cho học sinh lớp 8

• Xác định nguyên tố: nhớ rằng chỉ cần biết số proton sẽ biết đó là nguyên tố gì.
• Nguyên tử khối: khi làm bài, nếu gặp câu hỏi “nguyên tử khối xấp xỉ bằng bao nhiêu?”, có thể lấy tổng số proton và nơtron (nếu biết đồng vị) hoặc dùng giá trị trên bảng tuần hoàn (là khối lượng trung bình).
• Ký hiệu: chữ cái đầu viết hoa, chữ cái thứ hai (nếu có) viết thường (ví dụ Na, Cl, Mg).
• Hóa trị: nắm các hóa trị phổ biến (H:1, O:2, N:3, C:4, Cl:1, Na:1, Ca:2, Al:3) giúp viết công thức và cân bằng phản ứng đơn giản.
• An toàn: khi làm thí nghiệm, biết rằng một số nguyên tố hoặc hợp chất có tính độc, ăn mòn hoặc phóng xạ; tuân thủ hướng dẫn an toàn.