Học bảng tuần hoàn, từng bài một

Những bài học ngắn gọn, rõ ràng về cách bảng tuần hoàn hoạt động, viết cho hóa học trung học phổ thông và những năm đầu đại học. Bắt đầu với bảng tuần hoàn là gì và các nhóm, chu kỳ được sắp xếp ra sao, rồi chuyển sang electron hóa trị, cấu hình electron, xu hướng tuần hoàn và ion đa nguyên tử. Mỗi bài học liên kết với một chế độ xem tương tác của bảng để bạn thấy ý tưởng đó hoạt động như thế nào.

Hóa học từ con số không

Khóa học miễn phí gồm 20 bài học ngắn, từ nguyên tử đến phương trình hóa học. Mỗi bài học kết thúc bằng ba câu hỏi nhanh.

Bắt đầu khóa học

1

Nguyên tử và nguyên tố

Mọi thứ được tạo nên từ gì: nguyên tố, nguyên tử và các hạt bên trong chúng. · 4 bài học

1. 1 Nguyên tố là gì? Nguyên tố là một chất tinh khiết chỉ gồm một loại nguyên tử. Không thể phân tách nó thành chất đơn giản hơn bằng phản ứng hóa học. Vàng, oxi và cacbon là các nguyên tố, và mỗi nguyên tố trong 118 nguyên tố đã biết đều có ô riêng trong bảng tuần hoàn. 6 phút đọc
2. 2 Bên trong nguyên tử Nguyên tử được tạo từ ba loại hạt còn nhỏ hơn: proton, nơtron và electron. Proton và nơtron được nén chặt trong một tâm nhỏ, nặng gọi là hạt nhân, còn electron chuyển động xung quanh nó. Proton mang điện dương, electron mang điện âm và nơtron không mang điện. 5 phút đọc
3. 3 Số hiệu và khối lượng nguyên tử Số hiệu nguyên tử là số proton trong một nguyên tử, và nó cho bạn biết nguyên tử đó thuộc nguyên tố nào. Số khối là tổng số proton và nơtron. Với hai con số này, bạn có thể đếm mọi hạt: số proton và số electron đều bằng số hiệu nguyên tử, còn số nơtron bằng số khối trừ số hiệu nguyên tử. 5 phút đọc
4. 4 Đồng vị là gì? Đồng vị là các nguyên tử của cùng một nguyên tố nhưng có số nơtron khác nhau. Chúng có cùng số proton, nên là cùng một nguyên tố và phản ứng gần như giống hệt nhau, nhưng khối lượng khác nhau. Cacbon-12 và cacbon-14 là hai đồng vị của cacbon. 5 phút đọc

2

Đọc bảng tuần hoàn

Cách bảng được tổ chức: chu kỳ, nhóm, họ nguyên tố, kim loại và phi kim. · 5 bài học

1. 5 Bảng tuần hoàn là gì? Bảng tuần hoàn là một biểu đồ sắp xếp toàn bộ 118 nguyên tố hóa học đã biết theo thứ tự số hiệu nguyên tử, tức số proton trong hạt nhân mỗi nguyên tử. Các nguyên tố được đặt trong các hàng gọi là chu kì và các cột gọi là nhóm, nên những nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nằm cùng một cột. Quy luật đó cho phép bạn dự đoán nhiều điều về một nguyên tố từ vị trí của nó. 7 phút đọc
2. 6 Nhóm và chu kì Nhóm là 18 cột dọc của bảng tuần hoàn, và chu kì là 7 hàng ngang. Các nguyên tố cùng nhóm thường có cùng số electron hóa trị, nên có tính chất hóa học tương tự. Các nguyên tố cùng chu kì có cùng số lớp electron, và tính chất của chúng biến đổi dần từ trái sang phải. 6 phút đọc
3. 7 Kim loại, phi kim và á kim Kim loại là những nguyên tố sáng bóng, dễ dát mỏng, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt và có xu hướng nhường electron; phi kim thường xỉn màu, giòn hoặc ở thể khí, dẫn kém và có xu hướng nhận hoặc dùng chung electron. Á kim có tính chất nằm giữa hai loại. Trong bảng tuần hoàn, kim loại chiếm bên trái và phần giữa, phi kim ở phía trên bên phải, và á kim nằm dọc theo đường bậc thang zigzag ngăn cách chúng. 6 phút đọc
4. 8 Họ nguyên tố Họ nguyên tố là các tập hợp nguyên tố có tính chất tương tự, và hầu hết các bảng tuần hoàn đều cho mỗi họ một màu riêng. Trang web này dùng mười họ: kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, kim loại chuyển tiếp, kim loại sau chuyển tiếp, á kim, phi kim hoạt động, halogen, khí hiếm, lantanit và actinit. Bạn có thể nhận ra từng họ bằng màu và vị trí của nó trong bảng. 6 phút đọc
5. 9 Lantanit và actinit Các lantanit (nguyên tố 57–71) và actinit (nguyên tố 89–103) được in thành hai hàng bên dưới bảng tuần hoàn chính chỉ để giữ cho bảng có chiều rộng thực dụng. Thật ra chúng thuộc về bên trong các chu kì 6 và 7, ngay sau bari (56) và rađi (88). Nếu đặt chúng vào đúng chỗ, bảng sẽ kéo dài thành 32 cột, quá rộng để vừa vặn trên một trang hay màn hình. 6 phút đọc

3

Electron

Lớp electron, electron hóa trị và cấu hình electron, cùng các xu hướng mà chúng giải thích. · 4 bài học

1. 10 Lớp vỏ electron Lớp vỏ electron là các mức năng lượng nơi tìm thấy electron của nguyên tử, được sắp xếp thành các lớp quanh hạt nhân. Lớp thứ nhất chứa tối đa 2 electron và lớp thứ hai tối đa 8, và với 20 nguyên tố đầu tiên, lớp thứ ba cũng dừng ở 8, tạo nên quy luật 2-8-8. Mô hình Bohr vẽ các lớp vỏ như những vòng tròn quanh hạt nhân, một hình ảnh tiện lợi nhưng được đơn giản hóa. 6 phút đọc
2. 11 Electron hóa trị là gì? Electron hóa trị là các electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử, những electron tham gia vào liên kết hóa học. Với các nguyên tố nhóm chính, số electron hóa trị bằng chữ số cuối của số nhóm: oxi ở nhóm 16 có 6, và clo ở nhóm 17 có 7. Electron hóa trị quyết định nguyên tố tạo ra những ion nào và tạo được bao nhiêu liên kết. 6 phút đọc
3. 12 Cách viết cấu hình electron Cấu hình electron cho thấy các electron của nguyên tử được sắp xếp trong các phân lớp như thế nào, viết với một chỉ số trên cho số electron ở mỗi phân lớp, chẳng hạn 1s² 2s² 2p⁴ với oxi. Để viết, lấy số electron từ số hiệu nguyên tử và điền vào các phân lớp theo thứ tự aufbau (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, v.v.). Cách viết rút gọn bằng khí hiếm giúp rút ngắn các cấu hình dài, và một vài nguyên tố, như crom và đồng, phá vỡ quy luật này. 6 phút đọc
4. 13 Xu hướng tuần hoàn Xu hướng tuần hoàn là các quy luật đều đặn trong tính chất của các nguyên tố trên bảng tuần hoàn. Đi từ trái sang phải dọc một chu kì, bán kính nguyên tử nhìn chung giảm trong khi độ âm điện và năng lượng ion hóa tăng; đi xuống dọc một nhóm, bán kính nguyên tử tăng trong khi độ âm điện và năng lượng ion hóa giảm. Tính kim loại biến đổi theo chiều ngược lại và lớn nhất ở phía dưới bên trái của bảng. 6 phút đọc

4

Hóa học với các nguyên tố

Ion, liên kết, công thức, mol và phương trình: kết hợp các nguyên tố với nhau. · 7 bài học

1. 14 Ion và điện tích Ion là một nguyên tử, hoặc một nhóm nguyên tử, mang điện tích vì đã nhận hoặc mất electron. Nguyên tử mất electron trở thành ion dương gọi là cation, và nguyên tử nhận electron trở thành ion âm gọi là anion. Với nhiều nguyên tố, bạn có thể dự đoán điện tích chỉ từ số thứ tự nhóm: natri ở nhóm 1 tạo Na⁺, và clo ở nhóm 17 tạo Cl⁻. 5 phút đọc
2. 15 Ion đa nguyên tử là gì? Ion đa nguyên tử là một nhóm gồm hai hay nhiều nguyên tử liên kết với nhau, mang điện tích tổng thể và hoạt động như một đơn vị duy nhất trong các hợp chất. Các ví dụ phổ biến là hiđroxit (OH⁻), nitrat (NO₃⁻), cacbonat (CO₃²⁻), sunfat (SO₄²⁻), photphat (PO₄³⁻) và amoni (NH₄⁺). Hầu hết các ion đa nguyên tử mang điện âm, và nhiều ion chứa oxi. 5 phút đọc
3. 16 Liên kết hóa học Liên kết hóa học là lực hút giữ các nguyên tử lại với nhau trong các đơn chất và hợp chất. Trong liên kết ion, một nguyên tử chuyển electron cho nguyên tử khác và các ion mang điện trái dấu hút nhau; trong liên kết cộng hóa trị, các nguyên tử dùng chung các cặp electron; và trong liên kết kim loại, các nguyên tử kim loại dùng chung một “biển” electron chuyển động tự do. Loại nào hình thành phụ thuộc chủ yếu vào việc các nguyên tử là kim loại hay phi kim. 7 phút đọc
4. 17 Cách đọc công thức hóa học Công thức hóa học dùng kí hiệu nguyên tố và các số nhỏ để cho biết một chất gồm những nguyên tử nào và mỗi loại có bao nhiêu. Số nhỏ sau một kí hiệu, gọi là chỉ số dưới, đếm số nguyên tử của nguyên tố đó, nên H₂O có 2 nguyên tử hiđro và 1 nguyên tử oxi. Dấu ngoặc đơn, hệ số và dấu chấm trong hiđrat thêm vài quy tắc nữa, nhưng mỗi quy tắc chỉ là một kiểu nhân hoặc cộng. 6 phút đọc
5. 18 Mol là gì? Mol là một đơn vị đếm mà các nhà hóa học dùng cho nguyên tử và phân tử, giống như một tá nghĩa là 12. Một mol chứa 6,022 × 10²³ hạt, con số gọi là số Avogadro. Khối lượng một mol chất tính bằng gam, tức khối lượng mol, lấy thẳng từ khối lượng nguyên tử trong bảng tuần hoàn, nên cho phép bạn chuyển đổi giữa gam và số hạt. 5 phút đọc
6. 19 Cân bằng phương trình hóa học Cân bằng một phương trình hóa học nghĩa là đảm bảo có cùng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở cả hai vế của mũi tên. Bạn làm điều đó bằng cách đặt các hệ số là số nguyên trước các công thức, tuyệt đối không thay đổi chỉ số dưới. Chẳng hạn, hiđro và oxi tạo thành nước trong phương trình đã cân bằng 2H₂ + O₂ → 2H₂O. 5 phút đọc
7. 20 Biến đổi hóa học và biến đổi vật lí Biến đổi vật lí làm thay đổi kích thước, hình dạng hoặc trạng thái của một chất, nhưng sau đó nó vẫn là chất ban đầu, như khi băng tan thành nước. Biến đổi hóa học, còn gọi là phản ứng hóa học, biến các chất thành những chất mới có tính chất khác, như khi sắt biến thành gỉ sắt. Câu hỏi then chốt luôn là: có chất mới được tạo ra hay không? 7 phút đọc