Hạt Nhân Nguyên Tử – Nguyên Tố Hóa Học – Đồng Vị – Nguyên Tử Khối

Chúng ta đã biết về thành phần cấu tạo nguyên tử cũng như kích thước và khối lượng của nó. Nguyên tử có hạt nhân mang điện tích dương. Sự liên quan giữa số đơn vị điện tích hạt nhân với số proton, số electron như thế nào? Số khối của hạt nhân nguyên tử được tính ra sao? Thế nào là nguyên tố hóa học, đồng vị, nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình? Trong bài viết này, chúng ta sẽ lần lượt trả lời các thắc mắc này nhé!

Hạt Nhân Nguyên Tử – Nguyên Tố Hóa Học – Đồng Vị – Nguyên Tử Khối

I . Hạt nhân nguyên tử

1. Điện tích hạt nhân

– Hạt nhân nguyên tử gồm proton và nơtron.

cau-tao-hat-nhan-nguyen-tu
Cấu tạo hạt nhân nguyên tử

– Nếu hạt nhân có Z proton thì điện tích của hạt nhân bằng Z+ và số đơn vị điện tích hạt nhân bằng Z.

– Số đơn vị điện tích hạt nhân = số p = số e.

  • Ví dụ: Oxi có 8p và 8e ⇒ Z (O) = 8.

2. Số khối

– Số khối (A) của hạt nhân là tổng số proton (Z) và tổng số nơtron (N) của hạt nhân đó.

A = Z + N

– Khi biết Z, A của một nguyên tố sẽ biết được số proton, electron, nơtron của nguyên tử.

  • Ví dụ: Nguyên tử Na, có:
    • A = 23
    • Z = 11
    • ⇒ Số p = số e = Z = 11
    • ⇒ N = A – Z = 12

II. Nguyên tố hóa học

1. Định nghĩa

Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân.

– Những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân đều có tính chất hóa học giống nhau.

nguyen-to-hoa-hoc

2. Số hiệu nguyên tử

– Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố được gọi là số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó, kí hiệu là Z.

– Số hiệu nguyên tử (Z) cho biết:

  • Số p trong hạt nhân nguyên tử
  • Số e trong nguyên tử

3. Kí hiệu nguyên tử

– Số khối (A) và số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) được coi là đặc trưng cơ bản của nguyên tử.

– Kí hiệu nguyên tử được biểu thị bằng cách ghi các chỉ số đặc trưng bên trái kí hiệu nguyên tố X với A ở phía trên và Z ở phía dưới.

III. Đồng vị

– Các đồng vị của một nguyên tố hóa học (NTHH) là những nguyên tử có cùng số proton (p) nhưng khác nhau về số nơtron (n), do đó khác nhau về số khối A.

– Các đồng vị được xếp vào cùng ô nguyên tố trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

dong-vi-cua-hidro
3 đồng vị của hidro

IV. Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình

1. Nguyên tử khối

– Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.

– mnguyên tử = me + mp + mn. Do me rất bé ⇒ mnguyên tử = mp + mn

– Nguyên tử khối coi như bằng số khối.

  • Ví dụ: Nguyên tử Natri có Z = 11 & N = 12. Vậy nguyên tử khối của Na bằng 23.

2. Nguyên tử khối trung bình

– Nguyên tử khối trung bình (Ā) của các đồng vị là nguyên tử khối của các nguyên tố hóa học có nhiều đồng vị.

– Công thức tính nguyên tử khối trung bình (Ā):

Ā = (aX + bY)/100

  • Trong đó:
    • X, Y là nguyên tử khối của đồng vị X, Y
    • a, b là % số nguyên tử của đồng vị X, Y

GIẢI BÀI TẬP

Câu 1. Nguyên tố hoá học là những nguyên tử có cùng:

A. số khối
B.  số nơtron
C.  số proton
D.  số nơtron và số proton

Đáp án đúng: C

Câu 2. Kí hiệu nguyên tử biểu thị đầy đủ đặc trưng cho một nguyên tử của một nguyên tố hoá học (NTHH) vì nó cho biết:

A. số khối A
B. số hiệu nguyên tử Z
C. nguyên tử khối của nguyên tử
D. số khối A và số hiệu nguyên tử Z

Đáp án đúng: D

Câu 3. Nguyên tố C có hai đồng vị: \[{}_{\rm{6}}^{{\rm{12}}}{\rm{C}}\] chiếm 98,89% và \[{}_{\rm{6}}^{{\rm{13}}}{\rm{C}}\] chiếm 1,11%. Nguyên tử khối trung bình của C là:

A. 12,500
B. 12,011
C. 12,022
D. 12,055

Đáp án đúng: B

Ta có: Ā(C) = (12 x 98,89 + 13 x 1,11)/100 = 12,011

Câu 4. Hãy xác định điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron, số electron, nguyên tử khối của các nguyên tử sau:

\[{}_3^7{\rm{Li}}\] \[{}_9^{19}{\rm{F}}\] \[{}_{12}^{24}{\rm{Mg}}\] \[{}_{20}^{40}{\rm{Ca}}\]

Bài làm:

a) Li      ⇒ Z = p = e = 3        ⇒ N = A – Z = 4

b) F      ⇒ Z = p = e = 9         ⇒ N = A – Z = 10

c) Mg    ⇒ Z = p = e = 12       ⇒ N = A – Z = 12

d) Ca    ⇒ Z = p = e = 20       ⇒ N = A – Z = 20

Câu 5. Đồng có hai đồng vị bền là \[{}_{29}^{65}{\rm{Cu}}\] và \[{}_{29}^{63}{\rm{Cu}}\]. Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Tính thành phần % của mỗi đồng vị.

Giải:

Gọi a là thành phần % của đồng vị 65Cu. Ta có :

 (65 x a)/100 + [63 x (100 – a)]/100 = 63,54

⇔ 2a = 54

⇔ a = 27

Vậy thành phần % của 65Cu và 64Cu lần lượt là 27% và 73%.

Câu 6. Hiđro có nguyên tử khối là 1,008. Hỏi có bao nhiêu nguyên tử của đồng vị 2H trong 1ml nước (cho rằng trong nước chỉ có đồng vị 2H và 1H)? Cho khối lượng riêng của nước là 1 g/ml.

Giải:

Gọi a là số % đồng vị 2H, ta có:

(2 x a)/100 + [1 x (100 – a)]/100 = 1,008

⇔ a = 0,8

⇒ % của đồng vị 2H là 0,8%.

Ta có:

mH2O = D x V = 1 x 1 = 1 gam

MH2O = 2 x 1,008 + 16 = 18,016 u

⇒ Khối lượng mol của nước là 18,016 g/mol

– Số mol của 1 gam nước là: 1/18,016 = 0,0555 mol

– Số nguyên tử H có trong 1ml H2O:

2 x 0,0555  x 6,022.1023 = 6,68442.1022 nguyên tử

⇒ Số nguyên tử 2H chiếm: 6,68442.1022 x 0,8 / 100 = 5,35.1020

 Câu 7. Oxi tự nhiên là một hỗn hợp các đồng vị: 99,757% 16O; 0,039% 17O; 0,204% 18O. Tính số nguyên tử của mỗi loại đồng vị khi có 1 nguyên tử 17O.

Bài làm:

Giả sử ta có 100 000 nguyên tử O, ta sẽ có số nguyên tử của mỗi đồng vị là:

  • 99,757% 16O ⇒ 99757 nguyên tử 16O
  • 0,039% 17O ⇒ 39 nguyên tử 17O
  • 0,204% 18O ⇒ 204 nguyên tử 18O

Khi 17O có 1 nguyên tử:

⇒ Số nguyên tử 16O: 99757/39 ≈ 2558 nguyên tử

⇒ Số nguyên tử 18O: 204/39 ≈ 5 nguyên tử

Câu 8. Agon tách ra từ không khí là hỗn hợp của 3 đồng vị: 99,6% 40Ar; 0,063% 38Ar; 0,337% 36Ar. Tính thể tích của 10 g Ar ở đktc.

Bài làm:

Khối lượng của Ar là:

22,4 lít Ar ở đktc có khối lượng 39,985 g

⇒Thể tích của 10 g khí Ar ở đktc là: VAr = (22,4 x 10) / 39,985 = 5.602 lít

SHARE

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here