Tính chất của các nguyên tố hóa học không phải là ngẫu nhiên mà tuân theo một quy luật nhất định. Các tính chất này, bao gồm cả tính kim loại, phi kim, độ âm điện, cũng như tính axit-bazơ của oxit và hiđroxit, biến đổi một cách tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân.
Trong một chu kỳ, các nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự tăng dần của điện tích hạt nhân. Trong một nhóm, các nguyên tố có cấu hình electron hóa trị tương tự nhau. Sự hiểu biết về mối liên hệ giữa điện tích hạt nhân và tính chất nguyên tố là nền tảng quan trọng trong hóa học.
1. Tính Kim Loại và Phi Kim
Tính kim loại thể hiện khả năng một nguyên tử dễ dàng nhường electron để trở thành ion dương, trong khi tính phi kim lại thể hiện khả năng thu electron để trở thành ion âm.
- Trong một chu kỳ: Khi điện tích hạt nhân tăng, lực hút giữa hạt nhân và các electron lớp ngoài cùng mạnh hơn, do đó nguyên tử khó nhường electron hơn, làm giảm tính kim loại và tăng tính phi kim.
- Trong một nhóm: Khi điện tích hạt nhân tăng, số lớp electron tăng, làm tăng bán kính nguyên tử. Các electron lớp ngoài cùng càng xa hạt nhân thì lực hút càng yếu, nguyên tử dễ nhường electron hơn, làm tăng tính kim loại và giảm tính phi kim.
Sự biến đổi tính kim loại và phi kim trong bảng tuần hoàn theo điện tích hạt nhân
2. Độ Âm Điện
Độ âm điện là thước đo khả năng của một nguyên tử hút electron về phía nó trong một liên kết hóa học.
- Trong một chu kỳ: Độ âm điện tăng khi điện tích hạt nhân tăng, vì lực hút giữa hạt nhân và các electron mạnh hơn.
- Trong một nhóm: Độ âm điện giảm khi điện tích hạt nhân tăng, do bán kính nguyên tử tăng và lực hút của hạt nhân lên các electron lớp ngoài cùng yếu đi.
3. Tính Axit-Bazơ của Oxit và Hiđroxit
Tính axit-bazơ của oxit và hiđroxit liên quan trực tiếp đến khả năng cho hoặc nhận proton (H+).
- Trong một chu kỳ: Tính bazơ của oxit và hiđroxit giảm dần, trong khi tính axit tăng dần khi điện tích hạt nhân tăng. Điều này phản ánh sự thay đổi từ kim loại mạnh (tạo bazơ mạnh) sang phi kim mạnh (tạo axit mạnh).
- Trong một nhóm: Tính bazơ của oxit và hiđroxit tăng dần, trong khi tính axit giảm dần khi điện tích hạt nhân tăng. Các nguyên tố kim loại kiềm thổ có xu hướng tạo thành các bazơ mạnh hơn khi đi xuống nhóm.
4. Hóa Trị
Hóa trị của một nguyên tố thể hiện số lượng liên kết mà nguyên tử của nguyên tố đó có thể tạo thành với các nguyên tử khác.
- Trong một chu kỳ: Hóa trị cao nhất với oxi tăng từ 1 đến 7, còn hóa trị với hiđro giảm từ 4 đến 1 khi điện tích hạt nhân tăng.
5. Sự Biến Đổi Bán Kính Nguyên Tử và Năng Lượng Ion Hóa
- Bán Kính Nguyên Tử:
- Trong một chu kỳ: Bán kính nguyên tử giảm khi điện tích hạt nhân tăng, do lực hút của hạt nhân lên các electron mạnh hơn, kéo các electron lại gần hơn.
- Trong một nhóm: Bán kính nguyên tử tăng khi điện tích hạt nhân tăng, do số lớp electron tăng lên.
- Năng Lượng Ion Hóa: Năng lượng ion hóa là năng lượng cần thiết để tách một electron ra khỏi một nguyên tử ở trạng thái khí.
- Trong một chu kỳ: Năng lượng ion hóa tăng khi điện tích hạt nhân tăng, do lực hút của hạt nhân lên các electron mạnh hơn.
- Trong một nhóm: Năng lượng ion hóa giảm khi điện tích hạt nhân tăng, do bán kính nguyên tử tăng và lực hút của hạt nhân lên các electron lớp ngoài cùng yếu đi.
