LÝ THUYẾT - SÁCH HÌNH ĐỘNG
LỚP 10·10 / 2026

BTH · 0340 phút

Xu hướng biến đổi bán kính, độ âm điện, tính kim loại – phi kim

Chu kì giảm, nhóm tăng

Cần học trướcBTH · 02 · Vị trí trong bảng và cấu hình electron

Mục tiêu

  • Nêu và giải thích xu hướng của bán kính nguyên tử, độ âm điện, tính kim loại, tính phi kim trong một chu kì và trong một nhóm A.
  • Sắp xếp các nguyên tố theo một tính chất, kể cả khi chúng không cùng chu kì hay nhóm, bằng cách dùng nguyên tố trung gian.
  • So sánh bán kính của ion với nguyên tử và của các ion có cùng số electron.

Khởi động

Sodium và chlorine đứng cùng chu kì 33, cách nhau 66 ô. Nguyên tử sodium to hay chlorine to? Cả hai đều có 33 lớp electron, nhưng hạt nhân chlorine có 1717 proton còn sodium chỉ có 1111. Hạt nhân "kéo" mạnh hơn thì lớp electron bị kéo vào gần hơn. Vì sao điều đó lại đảo ngược khi đi xuống một nhóm?

IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIBVIIIBVIIIBIBIIBIIIAIVAVAVIAVIIAVIIIA123456

Vuốt ngang để xem cả bảng.

01Kiến thức cần nhớ

1. Bán kính nguyên tử

Trong một chu kì, từ trái sang phải điện tích hạt nhân tăng, số lớp electron không đổi, lực hút của hạt nhân lên electron ngoài cùng tăng nên bán kính giảm dần.

Trong một nhóm A, từ trên xuống dưới số lớp electron tăng, electron ngoài cùng ở xa hạt nhân hơn (và bị các lớp trong che chắn) nên bán kính tăng dần.

Nguyên tốNaMgAlSiPSCl
Bán kính (pm)18616014311711010499
Nhóm IALiNaKRbCs
Bán kính (pm)152186227248265

Số liệu là giá trị tham khảo thông dụng (mỗi bảng tra cứu hơi khác nhau, nhưng thứ tự giống nhau); đề thi luôn cho bảng kèm theo.

2. Độ âm điện

Độ âm điện đo khả năng hút electron liên kết của nguyên tử trong phân tử. Thang Pauling: fluorine lớn nhất (3,983{,}98), các kim loại kiềm ở cuối nhóm (caesium, francium) nhỏ nhất. Xu hướng ngược với bán kính:

  • Trong chu kì: từ trái sang phải, độ âm điện tăng.
  • Trong nhóm A: từ trên xuống, độ âm điện giảm.
Nguyên tốNaMgAlSiPSCl
Độ âm điện0,931,311,611,902,192,583,16
Nhóm VIIAFClBrI
Độ âm điện3,983,162,962,66

3. Tính kim loại và tính phi kim

Tính kim loại là khả năng nhường electron của nguyên tử; tính phi kim là khả năng nhận electron. Hai tính chất này biến đổi ngược nhau:

  • Trong chu kì từ trái sang phải: tính kim loại giảm, tính phi kim tăng.
  • Trong nhóm A từ trên xuống: tính kim loại tăng, tính phi kim giảm.

Vì vậy kim loại mạnh nhất nằm ở góc dưới bên trái của bảng (caesium, francium), phi kim mạnh nhất nằm ở góc trên bên phải, không kể khí hiếm (fluorine).

Tương tácXu hướng trên bảng tuần hoàn
IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIBVIIIBVIIIBIBIIBIIIAIVAVAVIAVIIAVIIIA1234561H2He3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar19K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr37Rb38Sr39Y40Zr41Nb42Mo43Tc44Ru45Rh46Pd47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe55Cs56Batrong chu kì (→): bán kính giảmtrong nhóm (↓):bán kính tăng

Vuốt ngang để xem cả bảng.

nhỏ (50 pm)lớn (270 pm)không có số liệu
NaZ = 11
sodium (kim loại)
cấu hình: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
rút gọn: [Ne] 3s¹
chu kì 3
nhóm IA
khối s
electron hoá trị 1
số lớp 3
độ âm điện 0,93
bán kính 186 pm

Chọn bán kính, rồi độ âm điện, rồi tính kim loại: màu đổi chiều. Bấm Na, rồi ô bên phải nó, rồi ô K bên dưới: so sánh hai hướng.

Tương tácBán kính nguyên tử: quả cầu và cột 3D

Từ trái sang phải bán kính giảm. Số lớp electron không đổi, hạt nhân kéo mạnh dần.

Chọn chu kì 3 rồi nhóm IA: kéo để xoay, so chiều giảm ở chu kì và chiều tăng ở nhóm. Đổi sang kiểu Cột để đọc độ cao.

4. So sánh khi không cùng chu kì, không cùng nhóm

Dùng một nguyên tố trung gian đứng cùng chu kì với nguyên tố này và cùng nhóm với nguyên tố kia. Ví dụ so sánh bán kính K\mathrm{K} (nhóm IA\mathrm{IA}, chu kì 44) và Mg\mathrm{Mg} (nhóm IIA\mathrm{IIA}, chu kì 33): lấy Na\mathrm{Na} là trung gian, cùng nhóm với K\mathrm{K} và cùng chu kì với Mg\mathrm{Mg}. Trong nhóm IA\mathrm{IA}: K>Na\mathrm{K} > \mathrm{Na}. Trong chu kì 33: Na>Mg\mathrm{Na} > \mathrm{Mg}. Vậy K>Mg\mathrm{K} > \mathrm{Mg}.

5. Bán kính ion

  • Cation nhỏ hơn nguyên tử: Na+<Na\mathrm{Na^+} < \mathrm{Na} (mất lớp ngoài cùng, lực hút trên mỗi electron còn lại lớn hơn).
  • Anion lớn hơn nguyên tử: Cl−>Cl\mathrm{Cl^-} > \mathrm{Cl} (thêm electron, lực đẩy giữa các electron tăng).
  • Các ion cùng số electron (đẳng electron) có bán kính giảm khi ZZ tăng. Dãy 1010 electron:
IonO2−\mathrm{O^{2-}}F−\mathrm{F^-}Na+\mathrm{Na^+}Mg2+\mathrm{Mg^{2+}}Al3+\mathrm{Al^{3+}}
ZZ89111213
Số electron1010101010
Bán kính (pm)1401331027254
Tương tácNguyên tử và ion

Cùng 10 electron, Z = 8, 9, 11, 12, 13: Z tăng thì bán kính giảm.

Thử Na và Na⁺, rồi Cl và Cl⁻. Ở dãy 10 electron, đoán ion nhỏ nhất trước khi nhìn Z.

02Tóm tắt

Đại lượngTrong chu kì (trái →\to phải)Trong nhóm A (trên →\to dưới)
Bán kính nguyên tửgiảmtăng
Độ âm điệntănggiảm
Tính kim loạigiảmtăng
Tính phi kimtănggiảm
Nguyên nhânZZ tăng, số lớp không đổisố lớp tăng

03Mở rộng

Năng lượng ion hoá liên tiếp và nhóm của nguyên tố

Năng lượng ion hoá thứ kk (IkI_k) là năng lượng cần để tách electron thứ kk khỏi nguyên tử (đơn vị kJ/mol). Khi tách electron lớp ngoài cùng, II tăng từ từ; khi bắt đầu tách electron của lớp bên trong, II tăng vọt. Số electron bị tách trước bước nhảy chính là số electron lớp ngoài cùng, cho số nhóm A.

  1. Tính các tỉ số liên tiếp Ik+1/IkI_{k+1}/I_k.
  2. Chọn tỉ số lớn nhất; kk ở trước bước nhảy là số electron hoá trị.

Ví dụ: nguyên tố XX có I1I_1 đến I4I_4 lần lượt 578;1817;2745;11577578; 1817; 2745; 11577 (kJ/mol). Các tỉ số: 1817/578≈3,141817/578 \approx 3{,}14; 2745/1817≈1,512745/1817 \approx 1{,}51; 11577/2745≈4,2211577/2745 \approx 4{,}22. Bước nhảy lớn nhất xảy ra giữa I3I_3 và I4I_4, nên XX có 33 electron hoá trị, thuộc nhóm IIIA\mathrm{IIIA} (Al\mathrm{Al}, phù hợp: [Ne]3s23p1[\mathrm{Ne}]3s^23p^1).

Hệ quả: I1I_1 thường tăng trong chu kì và giảm trong nhóm (cùng xu hướng với độ âm điện), nhưng có chỗ "lệch" (ví dụ I1I_1 của Mg\mathrm{Mg} lớn hơn của Al\mathrm{Al} vì 3s23s^2 đã đầy còn 3p13p^1 nằm xa hơn).

Tiếp theoPhương pháp →