CHƯƠNG 1: NGUYÊN TỬ BÀI 2: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ- NGUYÊN TỐ HÓA HỌC ĐỒNG VỊ Mục tiêu Kiến thức + Nêu được sự liên hệ giữa số đơn vị điện tích hạt nhân với số proton và số electron.. + N
Trang 1CHƯƠNG 1: NGUYÊN TỬ BÀI 2: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ- NGUYÊN TỐ HÓA HỌC ĐỒNG VỊ Mục tiêu
Kiến thức
+ Nêu được sự liên hệ giữa số đơn vị điện tích hạt nhân với số proton và số electron
+ Nêu được biểu thức tính số khối của hạt nhân nguyên tử
+ Nêu được khái niệm nguyên tố hóa học, đồng vị, nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình
Kĩ năng
+ Suy luận được số đơn vị điện tích hạt nhân bằng số proton, bằng số electron
+ Dự đoán được mỗi nguyên tố hóa học đặc trưng bằng một số proton
+ Chứng minh được nguyên tử khối của các nguyên tố hóa học là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị
+ Giải được các bài toán liên quan đến đồng vị
Trang 2I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
Trong nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số proton = số electron
Số khối A Z N
Kí hiệu nguyên tử: Z A X
Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng Z
Các đồng vị của một nguyên tố hóa học là các nguyên tử có cùng số Z, khác số N
Nguyên tố X có các đồng vị X1x1% , X2x2% , X3x3% ,
1 2
100 100
Ax
Đối với các nguyên tố có 2 Z 82, luôn có 1 N 1,5
Z
SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA
II CÁC DẠNG BÀI TẬP
Dạng 1: Kí hiệu nguyên tử
Phương pháp giải
Kí hiệu nguyên tử: Z A X
Trong đó:
X là kí hiệu hóa học của nguyên tố
Z = STT trong BTH = Số p = Số e
NGUYÊN TỐ
HÓA HỌC
ĐIỆN TÍCH HẠT NHÂN (Z)
SỐ KHỐI (A)
ĐỒNG VỊ
NGUYÊN TỬ KHỐI TRUNG BÌNH
Z = số p = số e
A = Z + N (N là số nơtron) Cùng số proton
Khác số nơtron
100
Trang 3
A Z N Số khối
Ví dụ: X có 11p, 12n Xác định kí hiệu nguyên tử của X
Hướng dẫn giải
Ta có: Z 11X là Na
Mặt khác: N 12 A N Z 23
Do đó, kí hiệu nguyên tử của X là 23
11Na
Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Nguyên tử của một nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản (p, n, e) là 82, biết số hạt mang điện nhiều
hơn số hạt không mang điện là 22 Kí hiệu hoá học của X là
A 5627Fe B 5728Ni C 5527Co D 5626Fe
Hướng dẫn giải
Gọi Z là số proton của X Số electron của X là Z
Gọi N là số nơtron của X
Tổng số hạt cơ bản trong X là 82, và số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22 nên ta có:
26
Do đó: A Z N26 30 56
Kí hiệu của X là 56
26Fe
Chọn D
Lưu ý:
Ta có thể sử dụng công thức tính nhanh:
26 4
X
Ví dụ 2: Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về ba nguyên tử: 1326X,5526Y,1226Z?
A X, Y thuộc cùng một nguyên tố hoá học
B X và Z có cùng số khối
C X và Y có cùng số nơtron
D X, Z là hai đồng vị của cùng một nguyên tố hoá học
Hướng dẫn giải
X, Y không thuộc cùng một nguyên tố hóa học vì X, Y có số proton khác nhau A sai
X và Z đều có số khối là 26 B đúng
Ta có:
Trang 413
55
26
13
13 26
26
29 55
X
X
Y
Y
Z
Z
Nhận thấy: N X N Y C sai
X, Z không là đồng vị của nhau vì có số proton khác nhau D sai
Chọn B
Ví dụ 3: Nguyên tử R có tổng số các hạt là 46, trong đó có số hạt nơtron nhiều hơn số hạt proton là 1 hạt
Số khối của R là
Hướng dẫn giải
Gọi Z là số proton của R Số electron của R là Z
Gọi N là số nơtron của R
Ta có:
Số proton + số nơtron + số electron = 46 (*)
Số nơtron - số electron = 1 (**)
Do đó: A Z N31
Chọn B
Bài tập tự luyện dạng 1
Bài tập cơ bản
Câu 1: Số nơtron trong nguyên tử 1939K là
Câu 2: Cho các nguyên tử với các thành phần cấu tạo sau:
X (6n, 5p, 5e) Y (10p, 10e, 10n) Z (5e, 5p, 5n) T (11p, 11e, 11n)
Có bao nhiêu nguyên tố hóa học?
Câu 3: Kí hiệu nguyên tử K là 1939K Ion K+ có
A 19 proton, 19 electron, 39 nơtron B 19 proton, 18 electron, 39 nơtron
C 19 proton, 18 electron, 20 nơtron D 19 proton, 20 electron, 20 nơtron
Câu 4: Trong dãy kí hiệu các nguyên tử sau, dãy nào chỉ cùng một nguyên tố hóa học?
A 146 A, 157 B. B 168 C, 178 D, 188E C 5626G, 5627F D 1020H, 1122I
Bài tập nâng cao
Câu 5: Nguyên tử X có tổng số hạt là 52 và có số khối là 35 Kí hiệu nguyên tử X là
Trang 5A 1734Cl. B 1632S C 1635S D 3517Cl.
Câu 6: Phân tử X2Y3 có tổng số hạt electron là 50, số electron trong nguyên tử X nhiều hơn trong nguyên
tử Y là 5 Kí hiệu hóa học của X là
Dạng 2: Bài toán về đồng vị
Bài toán 1: Nguyên tử khối trung bình
Phương pháp giải
Nguyên tố X có các đồng vị X1x1% , X2x2% , X3x3% ,
Trong đó x x x1, 2, 3, là phần trăm số nguyên tử của X X X1, 2, 3,
1 2
100 100
Ax
Ví dụ: Trong tự nhiên, clo có hai đồng vị 35Cl chiếm 75% số nguyên tử, còn lại 37Cl Tính nguyên tử khối trung bình của clo?
Hướng dẫn giải
Phần trăm đồng vị 37Cl là
37
% Cl100% 75% 25%
Nguyên tử khối trung bình của clo là
35.75 37.25
35,5 100
Cl
Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Nguyên tố cacbon có hai đồng vị 126 C chiếm 98,89% và 136 C chiếm 1,11% Nguyên tử khối trung bình của cacbon là
A 12,500 B 12,022 C 12,011 D 12,055
Hướng dẫn giải
Nguyên tử khối trung bình của cacbon là
12.98,89 13.1,11
12, 0111 100
C
Chọn C
Ví dụ 2: Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố R là 79,91 R có hai đồng vị Biết 79Z R chiếm 54,5% Nguyên tử khối của đồng vị thứ hai là
Hướng dẫn giải
Gọi nguyên tử khối của đồng vị thứ hai là A
Trang 6Ta có: %79Z R%A Z R100%
A Z A
Z
R R
Nguyên tử khối trung bình của R là 79,91 nên ta có:
79.54,5 45,5
79,91 100
81
A R
A
Chọn B
Lưu ý:
79,91.100 79.54,5
81
100 54,5
Ví dụ 3: Agon tách ra từ không khí là hỗn hợp ba đồng vị: 99,6% 40Ar; 0,063% 38Ar; 0,337% 36Ar Thể tích của 10 gam Ar (đktc) là
A 5,60 lít B 2,24 lít C 3,36 lít D 4,48 lít
Hướng dẫn giải
Nguyên tử khối trung bình của Ar là
40.99, 6 38.0, 063 36.0,337
39,98526 100
Ar
39,98526
Ar Ar
Ar
m
M
0, 25.22, 4 5,6
Ar
V
Chọn A
Ví dụ 4: Clo có hai đồng vị là 3517Cl và 1737Cl Cho biết khối lượng nguyên tử trung bình của clo là 35,5 Phần trăm số nguyên tử của đồng vị 1737Cl trong hỗn hợp là
Hướng dẫn giải
Gọi phần trăm số nguyên tử 35Cl, 37Cllần lượt là x%, %.y
Nguyên tử khối trung bình của clo là 35,5 nên ta có:
100
Từ (*) và (**) suy ra: x75;y25
Chọn D
Trang 7Bài toán 2: Đếm số loại phân tử
Phương pháp giải
Liệt kê các đồng vị của các nguyên tố trong phân tử Tổ hợp các đồng vị hình thành phân tử đã cho
Ví dụ: Oxi có ba đồng vị 16O, 17O,18O Có bao nhiêu loại phân tử O2?
Hướng dẫn giải
Oxi có ba đồng vị 16O, 17O, 18O
Các phân tử O2 thỏa mãn gồm: 16O16O, 16O17O, 16O18O, 17O17O, 17O18O, 18O18O
Có sáu loại phân tử O2 thỏa mãn
Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Có các đồng vị sau 11H;12H;1735Cl;1737Cl Có thể tạo ra số phân tử hiđro clorua (HCl) là
Hướng dẫn giải
Các phân tử HCl được tạo ra là: 11H Cl H Cl H Cl H Cl1735 ,11 1737 ,12 1735 ,12 1737
Chọn D
Ví dụ 2: Trong tự nhiên cacbon có hai đồng vị 12C và 13C, oxi có ba đồng vị 16O, 17O và 18O Số loại phân
tử CO2 từ các đồng vị trên là
Hướng dẫn giải
Số loại phân tử CO2 là:
12C16O16O, 12C16O17O 12C16O18O, 12C17O17O, 12C17O18O, 12C18O18O
13C16O16O, 13C16O17O, 13C16O18O, 13C17O17O, 13C17O18O, 13C18O18O
Có 12 loại phân tử CO2
Chọn A
Bài toán 3: Phần trăm khối lượng đồng vị trong hợp chất
Phương pháp giải
Lấy số mol hợp chất bằng 1 mol, từ đó ta sẽ tính được số mol mỗi đồng vị Tính được phần trăm khối lượng mỗi đồng vị
Ví dụ: Trong tự nhiên X có hai đồng vị X1 (x% số nguyên tử), X2 Tính phần trăm khối lượng đồng vị X1 trong X2On (biết 168 O)
Hướng dẫn giải
Lấy
n
X
Ta có: 1 100 2
100
X
Trang 8
1
2
2 %
n
X
x
X O
m
Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Trong tự nhiên, nguyên tố clo có hai đồng vị bền là 1735Cl và 1737Cl, trong đó đồng vị 1735Cl chiếm 75,77% về số nguyên tử Phần trăm khối lượng của 1737Cl trong CaCl2 là
A 26,16% B 24,23% C 16,16% D 47,80%
Hướng dẫn giải
Ta có: %1735Cl%1737Cl 100%
37
17
Nguyên tử khối trung bình của Cl là
35.75, 77 37.24, 23
35, 4846 100
Cl
Gọi số mol của CaCl2 là 1 mol n Cl 2.1 2 mol
Do đó: 37
24, 23
100
Cl
37 37
2
37.0, 4846
.100%
40 35, 4846.2 1 16,16%
Cl Cl
CaCl
m m
m
Chọn C
Lưu ý:
37
37.0, 2423.2
40 35, 4846.2
16,16%
Cl
Ví dụ 2: Trong tự nhiên, nguyên tố đồng có hai đồng vị là 6329Cu và 6529Cu, trong đó đồng vị 65
29Cu chiếm 27% về số nguyên tử Phần trăm khối lượng của 6329Cu trong Cu2O là
A 88,82% B 73,00% C 32,15% D 64,29%
Hướng dẫn giải
Ta có: %65Cu%63Cu100%%63Cu100% 27% 73%
Nguyên tử khối trung bình của Cu là: 65.27 63.73
63,54 100
Cu
Trang 9Gọi số mol của Cu2O là 1 mol n Cu 1.22mol
Do đó: 63
73
100
Cu
63 63
2
63.1, 46
.100%
63,54.2 16 1
64, 29%
Cu Cu
Cu O
m m
m
Lưu ý:
63
63.0, 73.2
63,54.2 16
64, 29%
Cu
m
Bài tập tự luyện dạng 2
Bài tập cơ bản
Câu 1: Trong tự nhiên đồng có hai đồng vị là 63Cu và 65Cu, oxi có ba đồng vị là 16O; 17O; 18O Số loại phân tử đồng (II) oxit hình thành từ các đồng vị trên là
Câu 2: Đồng có hai đồng vị 63Cu và 65Cu Khối lượng nguyên tử trung bình của đồng là 63,54 Thành phần phần trăm số nguyên tử của đồng vị 65Cu là
Câu 3: Trong tự nhiên, nguyên tố Bo có hai đồng vị 11B (80,1%) và 10B Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố Bo là
Câu 4: Clo có hai đồng vị là 1735Cl và 1737Cl Tỉ lệ tương ứng về số nguyên tử của hai đồng vị này là 3 : 1 Nguyên tử khối trung bình của clo là
Bài tập nâng cao
Câu 5: Hỗn hợp hai đồng vị bền của một nguyên tố có nguyên tử khối trung bình là 40,08 Hai đồng vị
này có số nơtron hơn kém nhau hai hạt, đồng vị có số khối lớn hơn chiếm 4% về số nguyên tử Số khối lớn là
Câu 6: Một nguyên tố X có ba đồng vị là X1, X2 và X3 Đồng vị X1 chiếm 92,23%, X2 chiếm 4,67% và X3 chiếm 3,10% số nguyên tử Tổng số khối của ba đồng vị bằng 87 Số nơtron trong đồng vị X2 nhiều hơn số nơtron trong đồng vị X1 là một hạt Nguyên tử khối trung bình của X là 28,0855 và trong X1 có số nơtron bằng số proton Số nơtron của X2 là
Trang 10Câu 7: Trong tự nhiên bạc có hai đồng vị bền là 107Ag và 109Ag Nguyên tử khối trung bình của Ag là 107,87 Hàm lượng 107Ag có trong AgNO3 là
A 35,56% B 43,12% C 35,59% D 64,44%
Câu 8: Trong tự nhiên clo có hai đồng vị bền: 1737Cl chiếm 24,23% tổng số nguyên tử, còn lại là 1735Cl Thành phần phần trăm theo khối lượng của 3717Cl trong HClO4 là
ĐÁP ÁN Dạng 1: Kí hiệu nguyên tử
1- A 2- B 3- C 4- B 5- D 6- A
Dạng 2: Bài toán về đồng vị
1- D 2- D 3- B 4- C 5- B 6- B 7- C 8- C