A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂMI. THÀNH PHẦN CẤU TẠO CỦA NGUYÊN TỬ- Nguyên tử là những hạt vô cùng nhỏ bé và trung hòa về điện. Show
- Các thí nghiệm tìm ra thành phần cấu tạo của nguyên tử: a) Sự tìm ra electron Năm 1897, J.J. Thomson, nhà bác học Anh, khi nghiên cứu hiện tượng phóng điện trong khí loãng đã phát hiện ra tia âm cực, mà bản chất là chùm các hạt nhỏ bé mang điện tích âm, gọi là các electron.  b) Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử Þ Kết luận: - Nguyên tử được chia làm 2 phần chính: vỏ nguyên tử (gồm các hạt electron) và hạt nhân nguyên tử (hầu hết gồm hạt nơtron và proton).
- Hạt nhân nguyên tử được tạo thành bởi các proton và nơtron. Vì nơtron không mang điện, số proton trong hạt nhân phải bằng số đơn vị điện tích dương của hạt nhân và bằng số electron quay xung quanh hạt nhân. II. KHỐI LƯỢNG, KÍCH THƯỚC CỦA NGUYÊN TỬ1. Khối lượng nguyên tử Ta khó tưởng tượng được 1g của bất kì chất nào cũng chứa tới hàng tỉ tỉ nguyên tử. Thí dụ : 1g cacbon có tới 5.1022 (50000.109.109) nguyên tử cacbon (tức là năm mươi nghìn tỉ tỉ nguyên tử cacbon). Vì vậy, để biểu thị khối lượng của nguyên tử, phân tử và các hạt proton, nơtron, electron người ta dùng đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u, u còn được gọi là đvC. 1u bằng 1/12 khối lượng của một nguyên tử đồng vị cacbon-12. Nguyên tử này có khối lượng là 19,9265.10−27 kg. 1 u = 19,9265.10−27kg/12 = 1,6605.10−27 kg. Khối lượng của 1 nguyên tử hiđro là 1,6738.10−27 kg ≈ 1u. Khối lượng của 1 nguyên tử cacbon là 19,9265.10−27 kg ≈ 12u. 2. Kích thước nguyên tử - Để biểu thị kích thước nguyên tử, ta dùng đơn vị nanomet (nm) hay angstrom (Å) 1nm = 10-9 m, 1 Å = 10-10 m. - Đường kính của hạt nhân còn nhỏ hơn, nó rơi vào khoảng 10-5 nm. Như vậy đường kính nguyên tử lớn hơn đường kính hạt nhân khoảng 10000 lần. - Đường kính của electron và của proton còn nhỏ hơn nhiều (khoảng 10−8nm). Electron chuyển động xung quanh hạt nhân trong không gian rỗng của nguyên tử. Phương pháp giải bài tập liên quan đến bán kính nguyên tử:Một số công thức cần ghi nhớ: - 1u = 1,6605. 10-27 kg - 1Å = 10-8cm = 10-10 m - Nguyên tử có dạng hình cầu có thể tích V = 4/3πr3 (r là bán kính nguyên tử). - Khối lượng riêng của nguyên tử D = m/V . - 1 mol nguyên tử chứa N = 6,02.1023 nguyên tử. Phương pháp giải bài khối lượng nguyên tử:Khối lượng của 1 hạt notron là 1,675 . 10-24 gam, khối lượng của 1 hạt electron là 9,1 . 10 -28 gam. Gọi mp, mn, me lần lượt là khối lượng của proton, notron, electron Þ m nguyên tử = mp + mn + me C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOABài 1 (trang 9 SGK Hóa học 10):Các hạt cấu tạo nên hạt nhân của hầu hết các nguyên tử là: A. Electron và proton. B. Proton và nơtron. C. Nơtron và electon. D. Electron, proton và nơtron. Chọn đáp án đúng. Hướng dẫn giải: Chọn B. Bài 2 (trang 9 SGK Hóa học 10):Các hạt cấu tạo nên hầu hết các nguyên tử là: A. Electron và proton. B. Proton và nơtron. C. Nơtron và electon. D. Electron, proton và nơtron. Chọn đáp án đúng. Hướng dẫn giải: Chọn D. Bài 3 (trang 9 SGK Hóa học 10):Nguyên tử có đường kính gấp khoảng 10.000 lần đường kính hạt nhân. Nếu ta phóng đại hạt nhân lên thành một quả bóng có đường kính 6cm thì đường kính nguyên tử sẽ là: A. 200 m. B. 300 m. C. 600 m. D. 1200 m. Hướng dẫn giải: Chọn C. Đường kính hạt nhân khi phóng to : 6 cm. Đường kính nguyên tử: 6 cm . 10 000 = 60 000 cm = 600 m. Bài 4 (trang 9 SGK Hóa học 10):Tìm tỉ số về khối lượng của electron so với proton, so với nơtron. . Hướng dẫn giải: Tỉ số về khối lượng của electron so với proton là: Tỉ số về khối lượng của electron so với proton ( 9,1095.10−31) /(1,6726.10−27)=1/1836 Tỉ số về khối lượng của electron với nơtron (9,1095.10−31 ) /(1,6748.10−27)=1/1839 Bài 5 (trang 9 SGK Hóa học 10):Nguyên tử kẽm có bán kính r = 1,35.10-1 nm, khối lượng nguyên tử là 65u. a) Tính khối lượng riêng của nguyên tử kẽm. b) Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân với bán kính r = 2.10-6nm. Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm. Cho biết Vhình cầu = 4/3 π.r3. Hướng dẫn giải: a) rzn =1,35.10-1 nm = 1,35.10-8 cm. 1u = 1,6600. 10-24 g mzn = 65 . 1,6600.10-24 g = 107,9.10-24 g Vnguyêntử Zn = 4/3.π.r3 = 4/3.3,14.(1,35.10-8) = 10,3.10-24 cm3. Dnguyên tử Zn = 107,9.10-24 g / 10,3.10-24 cm3 = 10,48g/cm3. b) mhạtnhânZn = 65u Þ 107,9 . 10-24 gam rhạtnhânZn = 2.10-6 nm = (2.10-6 . 10-7)cm = 2.10 –13 cm. V hạt nhân nguyên tử Zn = 4/3.π.(2.10 –13) 3 = 33,49.10-39 cm3 D hạt nhân nguyên tử Zn = 107,9 . 10-24 gam / 33,49.10-39 cm3 = 3,22.1015 g/cm3 = 3,22.109 tỉ tấn/cm3 Trên đây là gợi ý giải bài tập Hóa 10 bài Thành phần nguyên tử do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ. NGUYÊN TỬ §1. THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ A. LÍ THUYẾT THÀNH PHẦN CẤU TẠO CỦA NGUYÊN TỬ Electron Sự tìm ra electron: Năm 1897, nhà bác học Anh Tôm-xon(J.J.Thomson) khi nghiên cứu sự phóng điện trong chân không đã phát hiện ra tia âm cực, mà bản chất là chùm các hạt nhỏ bé mang điện tích âm, gọi là các electron, kí hiệu là e. Khối lượng và điện tích của electron: Bằng thực nghiệm, người ta đã xác định chính xác được khôi lượng và điện tích của electron. Khôi lượng me = 9,1094.10*'!1kg = 9,1094.10"gam. Điện tích qe = -1,602.10"19C (culông) Điện tích của electron được kí hiệu là -e0 và quy ước là 1-. Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử Năm 1911, Rơ-dơ-pho (Rutherford) và các cộng sự đã cho các hạt a bắn phá một lá vàng mỏng và dùng màn huỳnh quang đặt sau lá vàng để theo dõi đường đi của hạt ơ. Quan sát thí nghiệm ông thấy hầu hết các hạt a đều xuyên thẳng qua lá vàng, nhưng có một sô' rất ít đi lệch hướng ban đầu hoặc bị bật ra phía sau khi gặp lá vàng. Kết quả thí nghiệm cho phép kết luận: Nguyên tử có câu tạo rỗng; Một số hạt a bị lệch hướng là do hạt nhân tích điện dương đẩy ra. Những hạt bị bật trở lại là do đi đúng vào hạt nhân; Hạt nhân có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tứ. Cấu tạo cũa hạt nhân nguyên tử Sự tìm ra proton: Năm 1918, Rơ-dơ-pho phát hiện trong hạt nhân nguyên tử có loại hạt mang điện tích dương. Đó chính là ion dương H+, được kí hiệu bằng chữ p. Sự tìm ra natron: Năm 1932, Chat-uých (Chatwick) dùng hạt a bắn phá hạt nhân nguyên tử beri đã quan sát được sự xuât hiện của một loại hạt mới có khôi lượng xấp xỉ khôi lượng proton, nhưng không mang điện, được gọi là hạt nơtron, kí hiệu là n. Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử: Sau các thí nghiệm trên, người ta đi đến kết luận: Hạt nhân nguyên tử được tạo thành bởi các proton và nơtron. Vì nơtron không mang điện, sô' proton trong hạt nhân phải bằng sô' đơn vị điện tích dương của hạt nhân và bằng sô eletron quay xung quanh hạt nhản. KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG CỦA NGUYÊN TỬ Kích thước I - Nếu hình dung nguyên tử như một quả cầu, trong đó có các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân, thì nó có đường kính khoảng 10_1(Jm. Để biểu thị kích thước nguyên tử, người ta dừng đơn vị nanomet (kí hiệu lira) hay angstrom (kí hiệu Ẵ ). Inm = 10_9m; lẢ = 10_1°m; lnm = loẲ. Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử liiđro có bán kính khoảng 0,053nni = 0,53 A . Đường kính của hạt nhân nguyên tử còn nhỏ hơn, vào khoảng 10~5nm = 10 1A. Như vậy, đường kính của nguyên tử lớn hơn đường kính của hạt nhân khoảng 10000 lần. Nếu ta hình dung hạt nhân là quả cầu có đường kính 10cm thì nguyên tử là quả cầu có đường kính 1000m = lkm. Đường kính của electron và của proton còn nhỏ hơn nhiều (khoảng 10~snm), electron chuyển dộng xung quanh hạt nhân trong không gian rỗng của nguyên tử. Khối lưựng Để biểu thị khối lượng của nguyên tử, phần tử và các hạt proton, nơtron, electron người ta dùng đơn vị khối lượng nguyên tử kí hiệu là u, u còn được gọi là đvC. 1 u bằng khôi lượng một nguyên tử đồng vị cacbon 12. = 1,6605.10 “7kg 12 Nguyên tử cacbon này có khôi lượng là 19,9265.10 27kg. 19,9265.10 27kg Khôi lượng nguyên tử tính bằng đơn vị cacbon gọi là nguyên tử khôi. Nguyên tử khôi là khổì lượng tương đô’i của nguyên tử. Khối lượng và điện tích của các hạt tạo nên nguyên tủ Đăc tính hạt Vỏ electron của nguyên tử Hạt nhân electron (e) proton (p) nolron (n) Điện tích q qe = -1,602"19C = -e0 = 1- q0 = 1,6O2.1CT1SC = e0 = 1 + Qn = 0 Khối lượng m me = 9,1094.10’31kg me « 0,00055u mp = 1,6726.10'27kg mp » 1u m„ = 1,6748.10'27kg m„ a 1u - Proton và nơtron có khôi lượng xấp xỉ bằng nhau, còn electron có khôi lượng rất bé nên khối lượng nguyên tứ tập trung ở hạt nhân.- Hay nói một cách khác: Khôi lượng của hạt nhân được coi là khôi lượng nguyên tử. B. BÀI TẬP Các hạt cấu tạo nên hạt nhăn của hầu hết các nguyên tử là: Electron và proton c. Natron và electron Proton và natron D. Electron, proton và natron. Chọn đáp án đúng. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi các hạt proton và nơtron. Đáp án B: p, n Các hạt cấu tạo nên hầu hết các nguyên tử là: Proton và electron c. Natron và proton Natron và electron D. Natron, proton và electron. Chọn đáp án đúng. Giải Hầu hết các nguyên tử đều được cấu tạo bởi 3 loại hạt: proton, nơtron và electron. Trong đó proton và nơtron tập trung ở hạt nhân nguyên tử còn electron chuyến động xung quanh hạt nhân tạo thành lớp vỏ nguyên tử. Đáp án D: n, p, e Nguyên tử có đường kính gấp khoảng 10000 lần đường kinh hạt nhân. Nếu ta phóng đại hạt nhăn lèn thành một quả bóng có đường kính 6cm thi đường kính nguyên tử sẽ là: A. 200m B. 300m c. 600m D. 1200m Chọn đáp án đúng. Theo đê, dnguyên tữ — 10000 X dhạt nhân dnguyẽn từ = 10000 X 6 - 60000cm = 600m Câu đúng là câu C: 600m Tỉm tỉ số về khối lượng của electron so với proton, so với natron. Tỉ sô' về khối lượng của electron so với proton là: 9,1094.10'31kg ~ 1 1,6726.10“27 kg * 1836 Tỉ sô' về khối lượng của electron so với nơtron là: 9,1094.Ị0~31kg ~ 1 l,6748.10’27kg a 1839 Nguyên tử kẽm có bán kính r = l.ăõ.KP^in và có khối lượng nguyên tử là 65u. Tinh khối lượng riêng của nguyên tử kẽm. Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nh&n với bán kinh r = 2.10~6nm. Tính khối lượng riêng của hạt nhăn nguyên tử kẽm. 4 , Cho biet. Vhỉnh cáu ~ ~ rr . a) Khôi lượng riêng của nguyên tử kẽm: D = Khôi lượng riêng thường được tính ra đơn vị g/cm3. Khôi lượng riêng của nguyên tử kẽm là khối lượng tính ra gam của lem3- nguyên tử kẽm. Thể tích của một nguyên tử kẽm là: V = r = 1,35.10 4nm = 1,35.10 8cm 4 V = |.3,14.(l,35.10-8)3 = 10,29.10~24 (cm3) O Khôi lượng của một nguyên tử kẽm là: 65.1,66.IO’24 =107,9.10 24 (g) Vậy khối lượng riêng của một nguyên tử kẽm là: 107,9.10‘24g = 10,48 g/cm3. 10,29.10'24 cm3 Lưu ý: Nếu các nguyên tử kẽm được xếp khít vào nhau không còn chỗ trống nào trong tinh thể thì khối lượng riêng của kẽm sẽ là 10,48 g/cm3 như kết quả phép tính trên. Nhưng trong tinh thể, các nguyên tử kẽm chỉ chiếm hơn 70% thể tích, phần còn lại là rỗng nên thực tế khối lượng riêng của kẽm là 7,1 g/cm3. b) Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm: Thê tích hạt nhân nguyên tử kẽm là: V = ^-nr3. 3 / r = 2.10*6nm = 2.10~13cm V = ịnr3 = ị.3,14.( 2.10’13)3 = 33,49.IO"39 (cm3) 3 3 Thực tế, hầu như khôi lượng của nguyên tử chỉ tập trung ở hạt nhân nên khôi lượng của hạt nhân là: 65.1,66.10’24 = 107,9.10-24 (g) Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm là: = 3,22.1015 g/cm3 107,9.10~24g 33,49.10’39 cm3 Lưu ý: 3,22.1015g/cm3 = 3,22.1 o9 tấn/cm3 (hơn ba tỉ tấn/cm3) là khối lượng riêng rất lớn. |
