Natri và argon nằm cùng hàng trong Bảng tuần hoàn, chỉ cách nhau sáu nguyên tố. Nhúng natri vào nước lạnh và nó nóng chảy thành một quả cầu sáng bóng…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · Giọng đọc tiếng Anh · phụ đề tiếng Anh + 中文 được ghi trực tiếp
9.1
Physical properties across Period 3 · Tính chất vật lý dọc theo chu kỳ 3
Syllabus · Chương trình
English
describe qualitatively (and indicate the periodicity in) the variations in atomic radius, ionic radius, melting point and electrical conductivity of the elements
explain the variation in melting point and electrical conductivity in terms of the structure and bonding of the elements
Tiếng Việt
mô tả định tính (và chỉ ra tính chu kỳ trong) sự biến thiên của bán kính nguyên tử, bán kính ion, nhiệt độ nóng chảy và độ dẫn điện của các nguyên tố
giải thích sự biến thiên của nhiệt độ nóng chảy và độ dẫn điện dựa trên cấu trúc và liên kết của các nguyên tố
Source: Cambridge International syllabus · Nguồn: Chương trình Cambridge International
English
Periodicity 周期性 means that properties repeat in a regular pattern as you go across each period 周期 of the Periodic Table. Period 3 (Na to Ar) is the standard example.
Property
Trend across Period 3
atomic radius 原子半径
gets smaller (more nuclear charge pulls the same shell in)
ionic radius 离子半径
positive ions are small; from $\text{P}^{3-}$ onwards the negative ions are larger
melting point 熔点
rises to a peak at silicon, then falls sharply
electrical conductivity 导电性
high for Na, Mg, Al; almost zero from Si onwards
The melting point and conductivity follow from the structure and bonding:
Na, Mg, Al are giant metallic 金属晶体. Melting points rise (Na → Al) because each atom gives more delocalised electrons and the ions get smaller, so the bonding is stronger. They conduct well.
Si is giant molecular 原子晶体 (giant covalent). It has the highest melting point, because strong covalent bonds must be broken. It barely conducts.
P, S, Cl, Ar are simple molecular 分子晶体 (or single atoms). Their melting points are low, because the only forces that break are the weak van der Waals' forces 范德华力between the molecules - the strong covalent bonds inside each molecule are never broken at all. They do not conduct.
Name van der Waals' forces when you explain that drop: it is the marking point, and "the covalent bonds are weak" is the error that loses it. Melting $\text{S}_8$ pulls whole molecules apart from each other; it does not touch a single $\text{S–S}$ bond. Their sizes still follow the molecule: $\text{S}_8$ melts higher than $\text{P}_4$ because it is bigger, with more electrons and so stronger van der Waals' forces, while $\text{Ar}$ (a single atom) is lowest of all.
Tiếng Việt
Các tính chất lặp lại theo một quy luật đều đặn dọc theo mỗi chu kỳ của bảng tuần hoàn.
Chu kỳ tính có nghĩa là các tính chất lặp lại theo một quy luật đều đặn khi đi ngang qua mỗi chu kỳ trong Bảng tuần hoàn. Chu kỳ 3 (từ Na đến Ar) là ví dụ tiêu chuẩn.
Bán kính nguyên tử giảm dần dọc theo chu kỳ 3: điện tích hạt nhân tăng kéo lớp vỏ ngoài cùng vào trong
Tính chất
Xu hướng dọc theo chu kỳ 3
bán kính nguyên tử
trở nên nhỏ hơn (nhiều điện tích hạt nhân kéo cùng lớp vỏ vào trong)
bán kính ion
ion dương có kích thước nhỏ; từ $\text{P}^{3-}$ trở đi, ion âm có kích thước lớn hơn
nhiệt độ nóng chảy
tăng lên đạt cực đại tại silicon, sau đó giảm mạnh
độ dẫn điện
cao đối với Na, Mg, Al; gần như bằng không từ Si trở đi
Nhiệt độ nóng chảy và độ dẫn điện phụ thuộc vào cấu trúc và liên kết:
Na, Mg, Al có cấu trúc kim loại khổng lồ. Nhiệt độ nóng chảy tăng (Na → Al) vì mỗi nguyên tử đóng góp nhiều electron tự do hơn và các ion trở nên nhỏ hơn, khiến liên kết bền vững hơn. Chúng dẫn điện tốt.
Si có cấu trúc phân tử khổng lồ (liên kết cộng hóa trị khổng lồ). Nó có nhiệt độ nóng chảy cao nhất vì cần phá vỡ các liên kết cộng hóa trị mạnh. Nó hầu như không dẫn điện.
P, S, Cl, Ar là phân tử đơn giản (hoặc nguyên tử đơn lẻ). Nhiệt độ nóng chảy của chúng thấp vì chỉ có các lực van der Waalsgiữa các phân tử bị phá vỡ — các liên kết cộng hóa trị mạnh bên trong mỗi phân tử không bao giờ bị đứt gãy. Chúng không dẫn điện.
Gọi là lực van der Waals khi giải thích sự giảm này: đó là điểm chấm, còn "liên kết cộng hóa trị yếu" là lỗi sẽ bị trừ điểm. Nóng chảy $\text{S}_8$ kéo tách toàn bộ các phân tử ra khỏi nhau; nó không làm đứt một liên kết $\text{S–S}$ đơn lẻ. Kích thước của chúng vẫn tuân theo quy luật phân tử: $\text{S}_8$ nóng chảy cao hơn $\text{P}_4$ vì nó lớn hơn, có nhiều electron hơn nên lực van der Waals mạnh hơn, trong khi $\text{Ar}$ (một nguyên tử đơn lẻ) có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất.
Nhiệt độ nóng chảy dọc theo chu kỳ 3 đạt cực đại tại silicon (liên kết cộng hóa trị khổng lồ); nó cao đối với các kim loại và thấp đối với các nguyên tố phân tử đơn giản
Explore · Khám phá
Trends across Period 3 · Xu hướng dọc theo Chu kỳ 3
Switch between atomic radius, ionisation energy and melting point, and step across Period 3 to see each periodic trend. · Chuyển đổi giữa bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa và nhiệt độ nóng chảy, và bước sang dọc Chu kỳ 3 để xem mỗi xu hướng chu kỳ.
Chemical properties across Period 3 · Tính chất hóa học dọc theo chu kỳ 3
Syllabus · Chương trình
English
describe, and write equations for, the reactions of the elements with oxygen (to give $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$), chlorine (to give $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$) and water ($\text{Na}$ and $\text{Mg}$ only)
state and explain the variation in the oxidation number of the oxides ($\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ and $\text{SO}_3$ only) and chlorides ($\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$ only) in terms of their outer shell (valence shell) electrons
describe, and write equations for, the reactions, if any, of the oxides $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{SiO}_2$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ and $\text{SO}_3$ with water including the likely pHs of the solutions obtained
describe, explain, and write equations for, the acid/base behaviour of the oxides $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ and $\text{SO}_3$ and the hydroxides $\text{NaOH}$, $\text{Mg(OH)}_2$ and $\text{Al(OH)}_3$ including, where relevant, amphoteric behaviour in reactions with acids and bases (sodium hydroxide only)
describe, explain, and write equations for, the reactions of the chlorides $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$ with water including the likely pHs of the solutions obtained
explain the variations and trends in 9.2.2, 9.2.3, 9.2.4 and 9.2.5 in terms of bonding and electronegativity
suggest the types of chemical bonding present in the chlorides and oxides from observations of their chemical and physical properties
Tiếng Việt
mô tả và viết phương trình cho các phản ứng của các nguyên tố với oxi (tạo ra $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$), clo (tạo ra $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$) và nước (chỉ $\text{Na}$ và $\text{Mg}$)
nêu và giải thích sự biến thiên của số oxi hóa của oxit (chỉ $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ và $\text{SO}_3$) và clorua (chỉ $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$) dựa trên electron lớp ngoài cùng (lớp valence)
mô tả, giải thích và viết phương trình cho các phản ứng (nếu có) của các oxit $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{SiO}_2$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ và $\text{SO}_3$ với nước, bao gồm cả pH dự kiến của các dung dịch thu được
mô tả, giải thích và viết phương trình cho hành vi acid/bazơ của các oxit $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{P}_4\text{O}_{10}$, $\text{SO}_2$ và $\text{SO}_3$ cũng như các hydroxide $\text{NaOH}$, $\text{Mg(OH)}_2$ và $\text{Al(OH)}_3$, bao gồm cả hành vi lưỡng tính trong phản ứng với acid và bazơ (chỉ natri hydroxide)
mô tả, giải thích và viết phương trình cho các phản ứng của các clorua $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$ với nước bao gồm cả pH dự kiến của các dung dịch thu được
giải thích sự biến đổi và xu hướng trong 9.2.2, 9.2.3, 9.2.4 và 9.2.5 dựa trên liên kết và độ âm điện
đề xuất các loại liên kết hóa học có mặt trong các cloa và oxit từ việc quan sát các tính chất hóa học và vật lý của chúng
Source: Cambridge International syllabus · Nguồn: Chương trình Cambridge International
Sodium reacts fast; magnesium reacts only very slowly with cold water.
Oxidation number of the oxides and chlorides
The oxidation number 氧化数 of the Period 3 element in its oxide or chloride rises across the period, because it equals the number of outer-shell (valence shell 价层) electrons 电子 the atom uses in bonding:
Oxides
$\text{Na}_2\text{O}$
$\text{MgO}$
$\text{Al}_2\text{O}_3$
$\text{P}_4\text{O}_{10}$
$\text{SO}_2$ / $\text{SO}_3$
oxidation number
$+1$
$+2$
$+3$
$+5$
$+4$ / $+6$
The chlorides $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$ show oxidation numbers $+1$ to $+5$ in the same way.
Oxides with water, and acid–base behaviour
Across the period the oxides 氧化物 change from basic to acidic:
Metal oxides (left) are basic; non-metal oxides (right) are acidic. $\text{Al}_2\text{O}_3$ and its hydroxide 氢氧化物$\text{Al(OH)}_3$ are amphoteric — they react with both acids and bases:
These trends follow from the change in bonding and electronegativity 电负性. On the left, the elements are metals with low electronegativity, so their oxides and chlorides are ionic and basic (or neutral). On the right, the elements are non-metals with high electronegativity, so their oxides and chlorides are covalent and acidic. You can use a chloride's or oxide's properties (melting point, conductivity, effect on water) to suggest whether its bonding is ionic or covalent.
Worked example. Predict the pH when $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$ and $\text{SO}_3$ are each added to water. Acid-base character follows the metal to non-metal change across Period 3. $\text{Na}_2\text{O}$ is ionic and basic: it dissolves to give $\text{NaOH}$, so the pH is about 13. $\text{SO}_3$ is covalent and acidic: it reacts to give $\text{H}_2\text{SO}_4$, so the pH is about 1. $\text{Al}_2\text{O}_3$ sits at the changeover - it is amphoteric and essentially insoluble in water, so the pH stays about 7. The trap is that last one: amphoteric does not mean neutral, it means the oxide reacts with acids and with alkalis - it simply does not react with water.
Natri phản ứng nhanh; magiê chỉ phản ứng rất chậm với nước lạnh.
Số oxi hóa của oxit và clorua
Số oxi hóa của nguyên tố chu kỳ 3 trong oxit hoặc clorua của nó tăng dần dọc theo chu kỳ, vì nó bằng với số electron (vỏ ngoài) mà nguyên tử sử dụng để tạo liên kết:
Các oxit
$\text{Na}_2\text{O}$
$\text{MgO}$
$\text{Al}_2\text{O}_3$
$\text{P}_4\text{O}_{10}$
$\text{SO}_2$ / $\text{SO}_3$
Số oxi hóa
$+1$
$+2$
$+3$
$+5$
$+4$ / $+6$
Các clorua $\text{NaCl}$, $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{SiCl}_4$, $\text{PCl}_5$ hiển thị các số oxi hóa từ $+1$ đến $+5$ tương tự như vậy.
Oxit phản ứng với nước và tính axit - bazơ
Dọc theo chu kỳ, các oxit chuyển từ tính bazơ sang tính axit:
Các oxit chu kỳ 3 chuyển từ tính bazơ (các kim loại) qua lưỡng tính (Al$_2$O$_3$) đến tính axit (các phi kim)
Oxit kim loại (bên trái) mang tính bazơ; oxit phi kim (bên phải) mang tính axit. $\text{Al}_2\text{O}_3$ và hydroxit$\text{Al(OH)}_3$ của nó mang tính lưỡng tính — chúng phản ứng được với cả axit lẫn bazơ:
Các cloua ion chỉ tan (trung tính); các cloua cộng hóa trị phản ứng với nước (thủy phân) tạo dung dịch axit và khói HCl
Giải thích xu hướng
Những xu hướng này xuất phát từ sự thay đổi về liên kết và điện âm. Ở bên trái, các nguyên tố là kim loại có điện âm thấp, nên oxit và cloua của chúng là ion và bazơ (hoặc trung tính). Ở bên phải, các nguyên tố là phi kim có điện âm cao, nên oxit và cloua của chúng là cộng hóa trị và axit. Bạn có thể sử dụng các tính chất của cloua hoặc oxit (nhiệt độ nóng chảy, độ dẫn điện, tác động lên nước) để gợi ý liệu liên kết của nó là ion hay cộng hóa trị.
Ví dụ minh họa. Dự đoán pH khi $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$ và $\text{SO}_3$ được thêm vào nước riêng biệt. Tính chất axit-bazơ thay đổi theo chiều từ kim loại sang phi kim qua Chu kỳ 3. $\text{Na}_2\text{O}$ mang tính ion và bazơ: nó tan để tạo ra $\text{NaOH}$, do đó pH khoảng 13. $\text{SO}_3$ mang tính cộng hóa và axit: nó phản ứng tạo ra $\text{H}_2\text{SO}_4$, do đó pH khoảng 1. $\text{Al}_2\text{O}_3$ nằm ở vùng chuyển tiếp - nó lưỡng tính và về cơ bản không tan trong nước, nên pH giữ nguyên khoảng 7. Cái bẫy nằm ở câu cuối cùng: lưỡng tính không có nghĩa là trung tính, mà có nghĩa là oxit phản ứng được với cả axit lẫn bazơ - chỉ là nó không phản ứng với nước thôi.
Explore · Khám phá
Period 3 reaction lab · Thí nghiệm phản ứng Period 3
Classify Period 3 reactions by what they reveal about bonding and acidity. · Phân loại các phản ứng Period 3 dựa trên những gì chúng tiết lộ về liên kết và độ axit.
Explore · Khám phá
Oxide and chloride hydrolysis route · Con đường thủy phân oxit và clorua
Follow how Period 3 oxides and chlorides change pH in water. · Theo dõi sự thay đổi độ pH của oxit và clorua Chu kỳ 3 trong nước.
Periodicity of other elements · Định kỳ tính của các nguyên tố khác
Syllabus · Chương trình
English
predict the characteristic properties of an element in a given group by using knowledge of chemical periodicity
deduce the nature, possible position in the Periodic Table and identity of unknown elements from given information about physical and chemical properties
Tiếng Việt
dự đoán các tính chất đặc trưng của một nguyên tố trong một nhóm xác định bằng cách sử dụng kiến thức về tính chu kỳ hóa học
suy luận bản chất, vị trí khả dĩ trong Bảng tuần hoàn và danh tính của các nguyên tố chưa biết từ thông tin đã cho về tính chất vật lý và hóa học
Source: Cambridge International syllabus · Nguồn: Chương trình Cambridge International
English
The same idea works for any group. If you know the pattern down a group and across a period, you can:
predict the properties of an element from its position (for example, a Group 1 element will be a reactive metal forming a $+1$ ion).
deduce the likely position and identity of an unknown element from its physical and chemical properties.
Tiếng Việt
Ý tưởng tương tự áp dụng cho mọi nhóm. Nếu bạn biết quy luật đi xuống một nhóm và đi ngang qua một chu kỳ, bạn có thể:
dự đoán tính chất của một nguyên tố dựa trên vị trí của nó (ví dụ, một nguyên tố nhóm 1 sẽ là kim loại phản ứng mạnh tạo ion $+1$).
suy luận vị trí và danh tính dự kiến của một nguyên tố chưa biết từ các tính chất vật lý và hóa học của nó.
Explore · Khám phá
Periodic trends · Xu hướng tuần hoàn
Step across Period 3 to see a property rise or fall, then repeat in the next period — that recurring pattern is periodicity. · Nhảy qua chu kỳ 3 để thấy một tính chất tăng hoặc giảm, sau đó lặp lại trong chu kỳ tiếp theo — quy luật lặp lại này gọi là chu kỳ tính chất.
Always pair the trend with its reason: atomic radius falls across Period 3 (rising nuclear charge, similar shielding).
Explain the melting-point pattern by structure: giant metallic (Na→Al), giant covalent (Si, highest), then simple molecular ($\text{P}_4$, $\text{S}_8$, $\text{Cl}_2$) and monatomic (Ar).
Oxides go basic → amphoteric ($\text{Al}_2\text{O}_3$) → acidic across the period; link to ionic-to-covalent bonding.
For reactions of oxides/chlorides with water, give the products and the resulting pH.
Tiếng Việt
Luôn đi kèm xu hướng với lý do: bán kính nguyên tử giảm đi ngang chu kỳ 3 (điện tích hạt nhân tăng, hiệu ứng chắn tương đương).
Giải thích quy luật nhiệt độ nóng chảy bằng cấu trúc: mạng tinh thể kim loại lớn (Na→Al), mạng tinh thể cộng hóa trị lớn (Si, cao nhất), sau đó là phân tử đơn giản ($\text{P}_4$, $\text{S}_8$, $\text{Cl}_2$) và nguyên tử đơn (Ar).
Oxide chuyển từ bazơ → lưỡng tính ($\text{Al}_2\text{O}_3$) → axit dọc theo chu kỳ; liên hệ với sự chuyển biến từ liên kết ion sang cộng hóa trị.
Đối với phản ứng của oxit/cloua với nước, hãy nêu sản phẩm và pH thu được.
Interactive lessons on this topic · Bài học tương tác về chủ đề này
Work through it step by step, with instant-check exercises. · Làm theo từng bước, kèm theo bài tập kiểm tra ngay lập tức.
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · Chọn một môn và trang sẽ điều hướng theo — ghi chú, tài liệu, video và bài tập đều mở ở đó.
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · Nhập để tìm ghi chú, bài học, mã, từ vựng và câu hỏi đề thi cũ trên mọi môn học.
