– Người ta đã tìm cách phân loại các nguyên tố hóa học khi đã biết một số nguyên tố đáng kể.

+ Năm 1789, cách phân loại đầu tiên được A. Lavoisier (người Pháp) thực hiện: xếp 33 nguyên tố hóa học thành nhóm các chất khí, kim loại, phi kim và “đất”. 

+ Năm 1829, J. W. Dobereiner (người Đức) phân loại các nguyên tố thành các nhóm có tính chất hóa học giống nhau. Ví dụ: lithium, sodium và potassium là nhóm các kim loại mềm, dễ phản ứng.

+ Năm 1866, J. Newlands (người Anh) đã xếp các nguyên tố hóa học theo chiều tăng khối lượng nguyên tử thành các octave (quãng tám), trong đó nguyên tử thứ 8 lặp lại tính chất của nguyên tố đầu tiên.

+ Năm 1869, 2 nhà hóa học D. I. Mendeleev (người Nga) và J. L. Meyer (người Đức) đều sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng khối lượng nguyên tử vào các hàng và cột, bắt đầu mỗi hàng (bảng của Mendeleev) hoặc cột mới (bảng của Meyer) khi các tính chất của nguyên tố bắt đầu lặp lại.

D. I. Mendeleev (1834 – 1907)

– Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev, ông đã thay đổi vị trí một số nguyên tố để tính chất của nguyên tố phù hợp với quy luật, đồng thời để trống một số chỗ cho các nguyên tố chưa biết.

– Sau này các nguyên tố ở vị trí còn trống đó được tìm ra và tính chất của chúng đều phù hợp với dự đoán của Mendeleev.

Hình 5.1. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev (1869)

– Hiện nay, với những hiểu biết về cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hiện đại sắp xếp 118 nguyên tố theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.

– Bảng tuần hoàn chứa 118 nguyên tố hóa học được sắp xếp theo nguyên tắc sau:

+ Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử.

+ Các nguyên tố có cùng số electron trong nguyên tử được xếp thành 1 hàng.

+ Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị trong nguyên tử được xếp thành một cột.

Hình 5.2. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

– Khi sắp xếp như vậy, sự tuần hoàn tính chất của các đơn chất và hợp chất được thể hiện qua chu kì (hàng) và nhóm (cột).

a. Tìm hiểu về ô nguyên tố

Hình 5.3. Ô nguyên tố aluminium

Trong bảng tuần hoàn, mỗi nguyên tố được xếp vào một ô, gọi là ô nguyên tố, số thứ tự của ô là số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó

Mỗi ô nguyên tố chứa các thông tin quan trọng nhất về nguyên tố hóa học. Tùy theo từng loại bảng, các thông tin có thể là số hiệu nguyên tử, kí hiệu nguyên tố, tên nguyên tố, nguyên tử khối trung bình,…

Mỗi nguyên tố hoá học được xếp vào một ố trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, gọi là ô nguyên tố. Số thứ tự của một ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố hoá học trong ô đó.

b. Tìm hiểu về chu kì

Hình 5.4. Các nguyên tố thuộc chu kì 2 và chu kì 3

– Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng, gọi là chu kì. Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì. Bảng tuần hoàn gồm 7 chu kì:

+ Các chu kì 1, 2 và 3 là các chu kì nhỏ.

+ Các chu kì 4, 5, 6 và 7 là các chu kì lớn.

c. Tìm hiểu về nhóm

Bảng tuần hoàn hiện nay có 18 cột, chia thành 4 nhóm A (IA đến VIIIA) và 8 nhóm B (IB đến VIIIB). Mỗi cột tương ứng với một nhóm, riêng nhóm VIIIB có 3 cột (Hình 5.2).

Electron hoá trị là những electron có khả năng tham gia hình thành liên kết hoá học. Chúng thường nằm ở lớp ngoài cùng hoặc ở cả phần lớp sát lớp ngoài cùng nếu phân lớp đó chưa bão hoà. Những nguyên tố có cùng số electron hoá trị thường có tính chất hoá học tương tự nhau.

Hình 5.5. Biểu diến electron hóa trị của các nguyên tố nhóm A

– Nhóm là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau (trừ nhóm VIIIB), do đó có tính chất hoá học gần giống nhau và được xếp theo cột. – Số thứ tự của nhóm A bằng số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong nhóm.

d. Phân loại nguyên tố dựa theo cấu hình electron và tính chất hoá học

Các nguyên tố hoá học cũng có thể được chia thành các khối như sau:

– Khối các nguyên tố s gồm các nguyên tố thuộc nhóm IA và nhóm IIA, có cấu hình electron: [Khí hiếm] ns^{1\( \div \)2}

– Khối các nguyên tố p gồm các nguyên tố thuộc nhóm IIIA đến nhóm VIIIA (trừ nguyên tố He), có cấu hình electron: [Khí hiếm] ns²np^{1\( \div \)6}

– Khối các nguyên tố d gồm các nguyên tố thuộc nhóm B, có cấu hình electron: [Khí hiếm] (n-1)^{1\( \div \)10}ns^{1\( \div \)2}