15:53:5012/09/2021
Nội dung bài giúp các em hệ thống lại kiến thức về thành phần cấu tạo nguyên tử, hạt nhân nguyên tử, kích thước khối lượng, điện tích của các hạt. Định nghĩa nguyên tố hóa học, ký hiệu nguyên tử, đồng vị, nguyên tử khối trung bình.
Luyện tập thành phần nguyên tử còn giúp các em rèn luyện kỹ năng xác định số electron, số proton, số nơtron và nguyên tử khối khi biết ký hiệu nguyên tử.
A. Kiến thức cần nắm vững
1. Nguyên tử được cấu tạo nên bởi electron và hạt nhân. Hạt nhân được tạo nên bởi proton và nơtron
qe = - 1,602.10-19 C, quy ước bằng 1– ; me = 0,00055u.
qp= +1,602.10-19 C ,quy ước bằng 1+ ; mp = 1u.
qn = 0 ; mn = 1u.
2. Trong nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số proton = số electron
- Số khối A = Z + N
- Nguyên tử khối coi như bằng tổng số các proton và các nơtron [gần đúng].
- Nguyên tử khối của một nguyên tố có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của đồng vị đó.
- Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng số Z.
- Các đồng vị của một nguyên tố hóa học là các nguyên tử có cùng số Z , khác số N.
3. Số hiệu nguyên tử Z và số khối A đặc trưng cho nguyên tử
• Kí hiệu nguyên tử:
Trong đó: X là ký hiệu nguyên tố
A là số khối: A = Z + N
Z là số hiệu nguyên tử
4. Đồng vị, công thức tính nguyên tử khối trung bình
- Công thức tính nguyên tử khối trung bình:
Trong đó A1, A2, A3,… là số khối của các đồng vị
x, y, z, ... là thành phần % của các đồng vị.
B. Bài tập luyện tập
* Bài 1 trang 18 SGK Hóa 10: Theo số liệu ở bảng 1 Bài 1 trang 8:
a] Hãy tính khối lượng g của nguyên tử nitơ [gồm 7 proton, 7 notron, 7 electron] [Đây là phép tính gần đúng].
b] Tính tỉ số khối lượng của electron trong nguyên tử so với khối lượng của toàn nguyên tử.
> Lời giải:
a] Tổng khối lượng của electron: 7.[9,1.10-28] = 63,7.10-28g
- Tổng khối lượng của proton: 7.[1,67.10-24] = 11,69.10-24g
- Tổng khối lượng của notron: 7.[1,675.10-24] = 11,72.10-24g
⇒ Khối lượng của nguyên tử nitơ: = me + mp + mn = 23,43.10-24g.
b] Tỉ số khối lượng của electron trong nguyên tử so với khối lượng của toàn nguyên tử là:
* Bài 2 trang 18 SGK Hóa 10: Tính nguyên tử khối trung bình của kali biết rằng trong tự nhiên thành phần % các đồng vị của kali là:
> Lời giải:
- Theo công thức tính nguyên tử khối trung bình, ta có:
* Bài 3 trang 18 SGK Hóa 10: a] Định nghĩa nguyên tố hóa học.
b] Kí hiệu nguyên tử thể hiện những đặc trưng gì cho nguyên tử một nguyên tố hóa học, lấy thí dụ với nguyên tố kali.
> Lời giải:
a] Nguyên tố hóa học là các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân.
b] Kí hiệu nguyên tử:
Kí hiệu trên cho ta biết:
- Số hiệu nguyên tử của nguyên tố K là 19, số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử là 19, trong hạt nhân có 19 proton và 39 – 19 = 20 nơtron. Vỏ electron của nguyên tử K có 19 electron.
- Nguyên tử khối của K là 39u.
* Bài 4 trang 18 SGK Hóa 10: Căn cứ vào đâu mà người ta biết chắc chắn rằng giữa nguyên tố hiđro [Z = 1] và nguyên tố urani [Z = 92] chỉ có 90 nguyên tố.
> Lời giải:
- Từ H có Z = 1, urani có Z = 92 có tất cả 92 nguyên tố vì số hiệu của các ô trong bảng tuần hoàn là một dãy số tự nhiên tăng dần và không có ô trống giữa các số này [như số thứ tự].
Vậy trừ H và U chỉ còn 90 nguyên tố ở khoảng giữa 2 nguyên tố này.
* Bài 5 trang 18 SGK Hóa 10: Tính bán kính gần đúng của nguyên tử canxi biết thể tích của 1 mol canxi tinh thể bằng 25,87 cm3.
[Cho biết: Trong tinh thể, các nguyên tử canxi chỉ chiếm 74% thể tích, còn lại là khe trống].
> Lời giải:
- Ta có: 1 mol chứa khoảng 6,02.1023 nguyên tử nên thể tích của 1 nguyên tử canxi là:
Mặt khác:
* Bài 6 trang 18 SGK Hóa 10: Viết công thức của các loại phân tử đồng [II] oxit, biết rằng đồng và oxi có các đồng vị sau:
> Lời giải:
- Với có các oxit sau:
- Với có các oxit sau:
Như vậy, qua bài viết này hy vọng các em đã nắm vững được các kiến thức về thành phần nguyên tử và rèn luyện kỹ năng xác định số electron, số proton, số nơtron và nguyên tử khối khi biết ký hiệu nguyên tử.
Dạng 1: Xác định A, Z trong nguyên tử và kí hiệu nguyên tử nguyên tố hóa học
Lý thuyết cần nhớ:
- Nguyên tử trung hoà về điện nên số proton trong hạt nhân bằng số electron của nguyên
Số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số proton = số electron
- Số khối [kí hiệu là A] là tổng số hạt proton [kí hiệu là Z] và tổng số hạt nơtron [kí hiệu là N] của hạt nhân đó :
A = Z + N
- Kí hiệu nguyên tử: \[{}_Z^AX\]
X: Nguyên tố hóa học
A: Số khối của nguyên tố X
Z: Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tố X
Một số ví dụ điển hình
Ví dụ 1: Tổng số các hạt cơ bản [p, n, e] của một nguyên tử X là 28. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 8. Xác định ký hiệu và tên nguyên tử X.
Hướng dẫn giải:
Tổng số các hạt cơ bản [p, n, e] của một nguyên tử X là 28
=> n + p + e = 28 => 2p + n = 28 [1]
Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 8
=> p + e – n = 8 => 2p – n = 8 [2]
Từ [1] và [2] => p = 9, n = 10
p = 9 => X là F
=> AF = p + n = 9 + 10 = 19
Ký hiệu nguyên tử của F là: \[{}_9^{19}F\]
Ví dụ 2: Một nguyên tử R có tổng số hạt mang điện và không mang điện là 34, trong đó số hạt mang điện gấp 1,833 lần số hạt không mang điện. Xác định tên của R và các định số khối của R
Hướng dẫn giải:
Trong R, tổng số hạt mang điện và không mang điện là 34
=> p + n + e = 34 => 2p + n = 34 [1]
Mặt khác, số hạt mang điện gấp 1,833 lần số hạt không mang điện
=> p + e = 1,833n => 2p = 1,833n [2]
Từ [1] và [2] => p = 11, n =12
Z = 11 => R là Al
AR = 11 + 12 = 23
Ví dụ 3: Hợp chất có công thức phân tử là M2X với: Tổng số hạt cơ bản trong một phân tử là 116, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 36. Khối lượng nguyên tử của X lớn hơn M là 9. Tổng số hạt trong X2- nhiều hơn trong M+ là 17. Xác định số khối của M, X.
Hướng dẫn giải:
Trong phân tử chất trên có 2 nguyên tử M và 1 nguyên tử X.
Gọi số hạt cơ bản có trong nguyên tử M là: pM, eM, nM.
Số hạt cơ bản có trong nguyên tử X là: pX, eX, nX.
Theo đề bài, tổng số hạt cơ bản trong một phân tử là 116
=> 2 * [pM + eM + nM.] + pX + eX + nX = 116
=> 4pM + 2nM + 2pX + nX = 116 [I]
Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 36
=> 4pM + 2pX – [2nM + nX] = 36 [II]
Khối lượng nguyên tử của X lớn hơn của M là 9
=> pX + nX – [pM + nM] = 9 [III]
Tổng số hạt trong X2- nhiều hơn trong M+ là 17.
=> 2pX + nX + 2 – [2pM + nM – 1] = 17 [IV]
Từ [I], [II] ,[III], [IV]
=> pX =16, nX=16, pM =11, nM =12
=> AM = pM + nM = 11 + 12 = 23.
=> AX = pX + nX = 16 + 16 = 32.
Dạng 2: Bài toán về đồng vị
Lý thuyết cần nhớ:
Các đồng vị của cùng một nguyên tố hoá học là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau vể số nơtron.
- Nguyên tử khối trung bình = \[\mathop M\limits^ - = \dfrac{{aX + bY}}{{100}}\]
với a, b là % số nguyên tử của hai đồng vị X, Y.
Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Cho hai đồng vị hiđro với tỉ lệ % số nguyên tử : \[{}_{1}^{1}H\] [99,984%], \[{}_{1}^{2}H\] [0,016%] và hai đồng vị của clo : \[{}_{17}^{35}Cl\][75,53%], \[{}_{17}^{37}Cl\] [24,47%].
a. Tính nguyên tử khối trung bình của mỗi nguyên tố.
b. Có thể có bao nhiêu loại phân tử HCl khác nhau được tạo nên từ hai loại đồng vị của hai nguyên tố đó.
Hướng dẫn giải
a. Nguyên tử khối trung bình của hiđro và clo là :
\[\begin{array}{l}{\overline M _H} = {\overline A _H} = 1.\frac{{99,984}}{{100}} + 2.\frac{{0,016}}{{100}} = 1,00016;\\{\overline M _{Cl}} = {\overline A _{Cl}} = 35.\frac{{75,53}}{{100}} + 37.\frac{{24,47}}{{100}} = 35,4894.\end{array}\]
b. Trong phân tử HCl, có 1 nguyên tử H và 1 nguyên tử Cl. Nguyên tố H và Cl đều có 2 đồng vị. Nên để chọn nguyên tử H thì có 2 cách chọn, tương tự ta thấy có 2 cách chọn nguyên tử Cl. Do đó có 2.2 = 4 loại phân tử HCl khác nhau.
Ví dụ 2: Biết rằng nguyên tố agon có ba đồng vị khác nhau, ứng với số khối 36; 38 và A. Phần trăm các đồng vị tương ứng lần lượt bằng : 0,34% ; 0,06% và 99,6%. Tính số khối của đồng vị A của nguyên tố agon, biết rằng nguyên tử khối trung bình của agon bằng 39,98.
Hướng dẫn giải
Áp dụng cách tính nguyên tử khối trung bình ta có:
36 * 0,34% + 38 * 0,06% + A * 99,6% = 39,98
=> A = 40
Ví dụ 3 : Nguyên tử khối trung bình của đồng bằng 63,54. Đồng tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạng đồng vị \[{}_{29}^{63}Cu\] và \[{}_{29}^{65}Cu\]Tính thành phần phần trăm về số nguyên tử của mỗi loại đồng vị.
Hướng dẫn giải
Sử dụng công thức tính nguyên tử khối trung bình = \[\mathop M\limits^ - = \dfrac{{aX + bY}}{{100}}\]
Gọi phần trăm số nguyên tử của đồng vị \[{}_{29}^{63}Cu\] là x, phần trăm đồng vị \[{}_{29}^{65}Cu\] là [100 – x].
Ta có \[\frac{63x+[100-x]65}{100}\] = 63,54 => x = 73
Vậy % số nguyên tử của đồng vị \[{}_{29}^{63}Cu\]và \[{}_{29}^{65}Cu\] lần lượt là 73% và 27%.
Ví dụ 4 : Trong tự nhiên kali có hai đồng vị \[_{19}^{39}K\] và \[{}_{19}^{41}K.\] Tính thành phần phần trăm về khối lượng của có trong KClO4. Biết nguyên tử khối trung bình của K là 39,13; O là 16 và Cl là 35,5.
Hướng dẫn giải
Gọi phần trăm về số nguyên tử đồng vị [phần trăm về số mol] của \[_{19}^{39}K\] và \[_{19}^{41}K\] là x1 và x2 ta có :
=> Đồng vị \[_{19}^{39}K\] chiếm 93,5% tổng số nguyên tử K.
Giả sử có 1 mol KClO4 thì tổng số mol các đồng vị của K là 1 mol, trong đó số mol \[_{19}^{39}K\] là 1.0,935 =0,935 mol.
Vậy thành phần phần trăm về khối lượng của có trong KClO4 là :
\[\% _{19}^{39}K = \frac{{0,935.39}}{{39,13 + 35,5 + 16.4}}.100 = 26,3\% \]
Ví dụ 5: Nguyên tử Mg có ba đồng vị ứng với thành phần phần trăm về số nguyên tử như sau :
Đồng vị \[{}^{24}Mg\] \[{}^{25}Mg\] \[{}^{26}Mg\]
% 78,6 10,1 11,3
a. Tính nguyên tử khối trung bình của Mg.
b. Giả sử trong hỗn hợp nói trên có 50 nguyên tử , thì số nguyên tử tương ứng của hai đồng vị còn lại là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải :
a. Tính nguyên tử khối trung bình của Mg :
\[{{\overline{M}}_{Mg}}=24.\frac{78,6}{100}+25.\frac{10,1}{100}+26.\frac{11,3}{100}=24,33.\]
b. Tính số nguyên tử của các đồng vị \[{}^{24}Mg\] và \[{}^{26}Mg\]:
Ta có :
Trong x nguyên tử Mg có chứa 50 nguyên tử \[{}^{25}Mg\]
=> 50 nguyên tử Mg chiếm 10,1 % của x nguyên tử Mg
=> x = 50 : 10,1 * 100 = 495 [nguyên tử]
Số nguyên tử \[{}^{24}Mg\] = 495 * 78,1 : 100 = 389 [nguyên tử].
Số nguyên tử \[{}^{26}Mg\] = 495* 11,3 : 100 = 56 [nguyên tử].
Loigiaihay.com