Bài 1 THÀNH PHẦN NGUYÊN tử

Vỏ nguyên tử gồm các electron mang điện tích âm, chuyển động xung quanh hạt nhân trong không gian rỗng của nguyên tử.. Hạt nhân nguyên tử gồm proton mang điện tích dương và nơtron không

CHƯƠNG 1: NGUYÊN TỬ BÀI 1: THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ Mục tiêu

 Kiến thức

+ Nêu được kích thước, khối lượng và thành phần nguyên tử

+ Nêu được kích thước, khối lượng và điện tích của các hạt tạo thành nguyên tử

 Kĩ năng

+ Suy luận được số proton bằng số electron

+ Giải được các bài tập về thành phần nguyên tử

I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

Nguyên tử được cấu tạo gồm: vỏ nguyên tử và hạt nhân nguyên tử

Vỏ nguyên tử gồm các electron mang điện tích âm, chuyển động xung quanh hạt nhân trong không gian rỗng của nguyên tử

Hạt nhân nguyên tử gồm proton (mang điện tích dương) và nơtron (không mang điện)

Khối lượng electron không đáng kể so với khối lượng proton, nơtron nên khối lượng nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân

Khối lượng, kích thước và điện tích của electron, proton và nơtron đều vô cùng nhỏ

Nguyên tử trung hòa về điện nên: Số proton = số electron

m nguyên tố  m p + m n = m hạt nhân

V nguyên tố >> V hạt nhân

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA

II CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Bài toán về các loại hạt

Bài toán 1: Các loại hạt của nguyên tử

Phương pháp giải

Đối với nguyên tử X:

Gọi Z là số proton của X  số electron của X là Z

Gọi N là số nơtron của X

Tổng số hạt của nguyên tử X = Số p + Số n + Số e

= 2Z + N

Số hạt mang điện của nguyên tử X = Số p + Số e

= 2Z

Số hạt mang điện của hạt nhân nguyên tử X = Số p

= Z

NGUYÊN TỬ

VỎ NGUYÊN TỬ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

Các electron (e)

Proton (p)

Nơtron (n)

Mang điện âm

Mang điện dương

Không mang điện

Số hạt không mang điện của X = Số n = N

Ví dụ: Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản là 40 Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt

không mang điện là 12 Nguyên tố X là

Hướng dẫn giải

Nguyên tử X có tổng số hạt cơ bản là 40 nên ta có: P  N E 2Z N 40  *

Số hạt mang điện: 2Z

Số hạt không mang điện: N

Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 12, nên ta có:

 

2ZN 12 **

Từ (*) và (*) ta có hệ phương trình:



 Nguyên tố X là Al (nhôm)

 Chọn A

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 52 Trong hạt nhân nguyên

tử X có số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện là 1 Số proton của X là

Hướng dẫn giải

Gọi Z là số proton của X  số electron của X là Z

Gọi N là số nơtron của X

Ta có: Số proton + số nơtron + số electron = 52 (*)

Số nơtron - số proton = 1 (**)

Từ (*) và (**) ta có hệ phương trình: 52 17



 Chọn D

Ví dụ 2: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt là 115 Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không

mang điện là 25 Số nơtron của X là

Hướng dẫn giải

Gọi Z là số proton của X  số electron của X là Z

Gọi N là số nơtron của X

Ta có:

Số proton + số nơtron + số electron = 115 (*)

Số proton + số electron – số nơtron =25 (**)

Từ (*) và (**) ta có hệ phương trình: 115 35



 Chọn A

Lưu ý: Tổng số hạt = x

Số hạt mang điện – số hạt không mang điện = y

4

x y

Bài toán 2: Các loại hạt của ion

‣ Phương pháp giải

Ion được hình thành bằng cách thêm hoặc bớt electron ở lớp vỏ

Ví dụ: Xác định số proton, số electron, số nơtron của ion X n

Hướng dẫn giải

Gọi Z là số proton của X

 Số proton của X n Z;

Số electron của X n Z n

Gọi N là số nơtron của X

 Số nơtron của X n N

Ví dụ: Xác định số proton, số electron, số nơtron của ion X n

Hướng dẫn giải

Gọi Z là số proton của X

 Số proton của X n Z

Số electron của X n Zn

Gọi N là số nơtron của X

 Số nơtron của X n  N

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Một ion M3 có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 79, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn

số hạt không mang điện là 19 Số electron của M3 là

Hướng dẫn giải

Gọi Z là số proton của M  Số electron của M là Z

Gọi N là số nơtron của M

Trong ion M3 ta có:

Số proton + số nơtron + số electron = 79 (*)

(Số proton + số electron) - số nơtron = 19 (**)

Từ (*) và (**) ta có hệ phương trình:



Do đó, số electron của 3

M    Z

 Chọn B

Lưu ý: Xét n

M 

Tổng số hạt = x

Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện = y, ta có công thức tính nhanh Z:

2

4

Ví dụ 2: Một ion X2có tổng số hạt cơ bản là 26, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10 Số electron của 2

X  là

Hướng dẫn giải

Gọi Z là số proton của X, N là số nơtron của X

Trong ion X2 ta có:

Số proton + số nơtron + số electron = 26 (*)

(Số proton + số electron) - số nơtron = 10 (**)

Từ (*) và (**) ta có hệ phương trình:



 Số electron của X2   Z 2 10

 Chọn D

Lưu ý: Xét n

X 

Tổng số hạt = x

Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện = y, ta có công thức tính nhanh Z:

2

4

Bài toán 3: Xác định số hạt khi chỉ biết tổng số hạt của nguyên tử

Phương pháp giải

Đối với các nguyên tố có số proton từ 2 đến 82 2 Z 82

Luôn có: 1 N 1,5

Z

Ví dụ: X có tổng số hạt là x Tìm khoảng xác định số proton của X theo x

Hướng dẫn giải

Gọi Z là số proton của X  Số electron của X là Z Gọi N là số nơtron của X

Ta có: 1 N 1,5

Z

2

Z

Z



Vậy, khoảng xác định số proton của X theo x là: ;

3,5 3

x x

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong nguyên tử của nguyên tố X là 13 Tổng số proton và

nơtron của X là

Hướng dẫn giải

Gọi Z là số proton của X  Số electron của X là Z

Gọi N là số nơtron của X

Ta có: Số proton + số nơtron + số electron = 13

13

13 2

Z

13 2

Z Z Z



*

Z nên Z   4 N 5

Do đó: Z N 9

 Chọn C

Lưu ý:

Tổng số hạt  x

3,5 3

Z

Bài toán 4: Xác định số hạt của hợp chất

Phương pháp giải

Số hạt của hợp chất bằng tổng số hạt của các nguyên tử tạo thành hợp chất

Ví dụ: Xác định số proton, số electron, số nơtron của hợp chất M có công thức là X Y n m

Hướng dẫn giải

Số proton của M n Z X m Z Y

Số electron của M n Z X m Z Y

Số nơtron của M n N X m N Y

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Một oxit có công thức X2O có tổng số hạt trong phân tử là 66 và số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22 hạt Biết nguyên tử oxi có 8 proton và 8 nơtron Số proton của X là

Hướng dẫn giải

Gọi Z X,N X lần lượt là số proton và số nơtron của X

Trong X2O có tổng số hạt trong phân tử là 66 và số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là

22 hạt nên ta có:

*

X X O O

X O X O







Mặt khác: Nguyên tử oxi có 8 proton và 8 nơtron nên ta có:

 

O O

Z  N 



 Chọn A

Lưu ý: X Y n m:

Tổng số hạt = x

Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện = y

4

X Y

x y

Bài tập tự luyện dạng 1

Bài tập cơ bản

Câu 1: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số các hạt p, e, n bằng 58 Số hạt proton chênh lệch với hạt

nơtron không quá 1 đơn vị Số proton của X là

Câu 2: Nguyên tử của một nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản (proton, nơtron, electron) là 82, biết số hạt

mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22 Tổng số proton và số nơtron của X là

Câu 3: Nguyên tử R có tổng số các hạt là 46 Trong hạt nhân nguyên tử R, số hạt không mang điện nhiều

hơn số hạt mang điện là 1 hạt Số proton của R là

Bài tập nâng cao

Câu 4: Tổng số hạt trong cation R+ là 57 Trong nguyên tử R, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 18 hạt số electron của R+ là

Câu 5: Nguyên tử của nguyên tố Y có tổng số hạt là 16 Số electron của nguyên tử Y là

Câu 6: Tổng số electron trong ion AB43 là 50 Số hạt mang điện trong nguyên tử A nhiều hơn số hạt mang điện trong hạt nhân nguyên tử B là 22 Số proton của nguyên tử A, B lần lượt là

A 16 và 7 B 7 và 16 C 15 và 8 D 8 và 15

Dạng 2: Bán kính nguyên tử

Phương pháp giải

Thể tích của hình cầu là: 4 3

3

V  r Trong đó: V là thể tích hình cầu

r là bán kính hình cầu

Phần trăm thể tích các nguyên tử trong tinh thể =

V các nguyên tử

.100%

V tinh thể

1 mol chứa 6,02.1023 nguyên tử, phân tử, ion

Một số đơn vị:

1m = 100 cm 1cm = 10-2 m 1Å= 10-10m

1nm = 10-9m

Ví dụ: Khối lượng riêng của kim loại X là D g/cm3 Giả thiết rằng, trong tinh thể X các nguyên tử là những hình cầu chiếm a% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng Xác định bán kính nguyên tử X tính theo lí thuyết

Hướng dẫn giải

Lấy 1 mol X

tinh the Ca tinh the Ca

3

X tinh the X

X

M

D

Thể tích 1 mol X là

mol X tinh the X

X

M

D

Thể tích một nguyên tử X là

1

3

23

3

23

1 %

6, 02.10 6, 02.10

%

nguyen tu X

X

X

X

X

X

D M

D M

D





 

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Khối lượng riêng của canxi kim loại là 1,55 g/cm3 Giả thiết rằng, trong tinh thể canxi các nguyên tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng Bán kính nguyên tử canxi tính theo lí thuyết là

A 0,185 nm B 0,196 nm C 0,155 nm D 0,168 nm

Hướng dẫn giải

Lấy 1 mol Ca

3 1

Ca Ca tinh the Ca

tinh the Ca tinh the Ca Ca

Thể tích 1 mol Ca là

1

Ca mol Ca tinh the Ca

Ca

M

D

Thể tích một nguyên tử Ca là

1

3

23

3

23 8

mol Ca Ca nguyen tu Ca

Ca

Ca

Ca

V

D M r

D r





 Chọn B

Lưu ý:

3

23

3

23 8

Ca

Ca

M r

D

r









 

Ví dụ 2: Nguyên tử Au có bán kính và khối lượng mol nguyên tử lần lượt là 1,44 Å và 197 g/mol Biết

khối lượng riêng của Au là 19,36 g/cm3 Các nguyên tử Au chiếm bao nhiêu phần trăm thể tích trong tinh thể?

Hướng dẫn giải

Khối lượng 1 nguyên tử Au là: m 1 nguyên tử Au 23

197 6,02.10

Thể tích 1 nguyên tử Au là:

.3,14 1, 44.10 3



cm3 Khối lượng riêng Au tính theo lí thuyết là:

D lí thuyết

23

3 3

8

197 6,02.10

26,18 / 4

.3,14 1, 44.10 3

m

g cm

Gọi a là phần trăm thể tích các nguyên tử Au chiếm Ta có:

100

a

 D lí thuyết

100 74%

a

a

 

 Chọn B

Bài tập tự luyện dạng 2

Câu 1: Bán kính nguyên tử và khối lượng mol của nguyên tử Fe lần lượt là 1,28 Å và 56 g/mol Biết rằng

trong tinh thể Fe chỉ chiếm 74% về thể tích, còn lại là phần rỗng Khối lượng riêng của sắt là

A 7,84 g/cm3 B 8,74 g/cm3 C 4,78 g/cm3 D 7,48 g/cm3

Câu 2: Ở 20°C khối lượng riêng của Fe là 7,87 g/cm3, với giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Fe là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng giữa các quả cầu Cho khối lượng mol nguyên tử của Fe là 55,85 g/mol Bán kính nguyên tử Fe là

A 0,128 nm B 0,240 nm C 0,196 nm D 0,169 nm

ĐÁP ÁN Dạng 1: Bài toán về các loại hạt

1- C 2- C 3- A 4- B 5- A 6- C

Dạng 2: Bán kính nguyên tử

1- A 2- A