Bài 2 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - NGUYÊN TỐ HÓA HỌC – ĐỒNG VỊ [Hóa 10]

I. Hạt nhân nguyên tử
1. Điện tích hạt nhâna) Proton mang điện tích là 1+, nếu hạt nhân có Z proton thì điện tích hạt nhân bằng Z+ và số đơn vị điện tích hạt nhân bằng Z.
b) Nguyên tử trung hòa về điện nên số proton trong hạt nhân bằng số electron của nguyên tử. Vậy trong nguyên tử :
Số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số proton = số electron
Ví dụ : Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử oxi là 8, vậy nguyên tử oxi có 8 proton và 8 electtron.

2. Số khốia) 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
Ví dụ: Hạt nhân nguyên tử oxi có 8 proton và 8 nơtron, vậy số khối của hạt nhân nguyên tử oxi là :
A = 8 + 8 = 16
b) Số đơn vị điện tích hạt nhân Z và số khối A đặc trưng cho hạt nhân và cũng đặc trưng cho nguyên tử, vì khi biết Z và A của một nguyên tử sẽ biết được số proton, số electron và cả số nơtron trong nguyên tử đó (N = A – Z).
Ví dụ : Nguyên tử Na có A = 23 và Z = 11, suy ra nguyên tử Na có 11 proton, 11 electron và 12 nơtron.

II. Nguyên tố hóa học
1. Định nghĩaNguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân.
Tất cả các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân là 17 đều thuộc nguyên tố clo. Chúng đều có 17 proton và 17 electron.
Cho đến nay người ta đã biết 92 nguyên tố hóa học có trong tự nhiên và khoảng trên 20 nguyên tố nhân tạo được tổng hợp trong các phòng thí nghiệm hạt nhân (tổng số khoảng trên 112 nguyên tố).

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

3. Kí hiệu nguyên tửSố đơn vị điện tích hạt nhân và số khối được coi là những đặc trưng cơ bản của nguyên tử. Người ta kí hiệu nguyên tử như sau:

X : kí hiệu của nguyên tố
Z : số hiệu nguyên tử
A : số khối A= Z + N



Cl : kí hiệu của nguyên tố clo
17 : số hiệu nguyên tử Z của clo
35 : số khối A của nguyên tử clo


III. Đồng vịCác đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng số p nhưng khác nhau về số nơtron, do đó số khối của chúng khác nhau.
Các đồng vị được xếp và cùng một vị trí (ô nguyên tố) trong bảng tuần hoàn.
Ngoài khoảng 340 đồng vị tự nhiên, người ta tổng hợp được hơn 2400 đồng vị nhân tạo. Nhiều đồng vị được dùng trong y học, nông nghiệp, nghiên cứu khoa học…


IV. Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình của các nguyên tố hóa học
1. Nguyên tử khối• Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử.
• Nguyên tử khối của một nguyên tố hóa học cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.
• Khối lượng của nguyên tử coi như bằng khối lượng của các proton và nơtron trong hạt nhân nguyên tử.
• Như vậy, nguyên tử khối coi như bằng số khối.

2. Nguyên tử khối trung bìnhTa có công thức tính nguyên tử khối trung bình của một nguyên tố là


a : phần trăm số nguyên tử đồng vị X (có nguyên tử khối là X)
b : phần trăm số nguyên tử đồng vị Y (có nguyên tử khối là Y)
Ví dụ: cacbon là hỗn hợp của hai đồng vị bền chiếm 98,89% và chiếm 1,11%. Tính nguyên tử khối trung bình của cacbon.
Bài giải :

Bài 1. THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ [Hóa 10]

I. Thành phần cấu tạo nguyên tử
1. Electron
a) Sự tìm ra electronNăm 1897, nhà bác học người Anh J.J. Thomson nghiên cứu sự phóng điện giữa hai điện cực có hiệu điện thế 15 kv, đặt trong một ống gần như chân không và thấy màn huỳnh quang trong ống phát sáng do những tia phát ra từ cực âm và gọi đó là những tia âm cực.
Tia âm cực có những đặc điểm sau:
Trên đường đi của nó nếu ta đặt một chong chóng nhẹ thì chong chóng bị quay. Điều đó cho thấy tia âm cực là chùm hạt vật chất có khối lượng và chuyển động với vận tốc rất lớn.
Khi cho tia âm cực đi vào giữa hai bản điện cực mang điện tích trái dấu, tia âm cực lệch về phía cực dương. Điều đó chứng tỏ tia âm cực là chùm hạt mang điện tích âm.
Người ta gọi những hạt tạo thành tia âm cực là electron và kí hiệu là e.
b) Khối lượng và điện tích electronKhối lượng: me= 9,1095.10-31 kg hay bằng 0,00055 u.
Điện tích của e là : -1,6.10-19 C(Culông). Người ta chưa phát hiện được điện tích nào nhỏ hơn nên nó được dùng làm điện tích đơn vị, kí hiệu là eo. Do đó, điện tích của electron kí hiệu là – eovà qui ước là 1-.

2. Sự tìm ra hạt nhân nguyên tửNăm 1911, nhà vật lí người Anh Rutherford và các cộng sự đã cho các hạt α bắn phá lá vàng mỏng và dùng màn huỳnh quang đặt sau lá vàng để theo dõi đường đi của hạt α. Hầu hết các hạt α đều xuyên thẳng qua lá vàng, nhưng có một số ít hạt đi lệch hướng ban đầu và một số rất ít hạt bị bật lại phía sau khi gặp lá vàng.
Điều đó chứng tỏ:
Nguyên tử phải chứa phần mang điện tích dương có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử nên nguyên tử phải có cấu tạo rỗng, phần mang điện tích dương là hạt nhân.
Xung quanh hạt nhân có các electron tạo nên lớp vỏ nguyên tử.
Khối lượng nguyên tử hầu hết tập trung ở hạt nhân.

3. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử
a) Sự tìm ra protonNăm 1981, khi bắn phá hạt nhân nguyên tử nitơ bằng hạt α, Rutherford đã phát hiện ra một loại hạt có khối lượng 1,6726.10-27 kg, mang một đơn vị điện tích dương (kí hiện là eo; quy ước là 1+). Đó chính là hạt proton, được kí hiệu bằng chữ p.
Hạt proton là một thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử.
b) Sự tìm ra hạt nơtronNăm 1932, J.Chadwick dùng hạt α bắn phá hạt nhân nguyên tử beri quan sát thấy sự xuất hiện của một loại hạt mới có khối lượng xấp xỉ khối lượng của proton nhưng không mang điện, được gọi là hạt nơtron, kí hiệu bằng chữ n.
Hạt nơtron cũng là một thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử.
c) Cấu tạo hạt nhân nguyên tửHạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi proton và nơtron. Vì nơtron không mang điện, số p trong hạt nhân phải bằng số đơn vị điện tích dương của hạt nhân và bằng số electron quay xung quanh hạt nhân

II. Kích thước và khối lượng nguyên tử
1. Kích thướcĐể biểu thị kích thước nguyên tử người ta dùng đơn vị nanomet hay angstrom.
1nm = 10-9 m ; 1 Å = 10-10 m ; 1nm = 10 Å.
Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử hidro có bán kính khoảng 0,053nm.
Đường kính nguyên tử và hạt nhân Đường kính của electron và proton
Đường kính của hạt nhân nguyên tử còn nhỏ hơn, vào khoảng 10-5nm.
Đường kính của hạt electron và của proton còn nhỏ hơn nhiều, vào khoảng 10-8nm.

2. Khối lượngĐể biểu thị khối lượng của nguyên tử, phân tử và các hạt proton, nơtron, electron người ta phải dùng đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u .
1u bằng 1/12 khối lượng của một nguyên tử đồng vị cacbon -12.