CẤU TẠO NGUYÊN TỬ I. KIẾN THỨC CẦN NẮM 1. Cấu tạo nguyên tử. Gồm 2 phần {■(Lớp vỏ electron: e; q_e= 1,602.10(19) (C); m_e= 9,1095.10(31) kg ‘Hạt nhân gồm {█(Proton (p): q_p= +1,602.10(19) (C); m_p= 1,6726.10(27) kg Nơtron(n): q_n= 0; m_n= 1,6748.10(27) kg ‘ )┤ )┤ Điện tích electron là điện tích nhỏ nhất, nên được lấy làm đơn vị điện tích nguyên tố kí hiệu là eo. Do đó, điện tích electron được kí hiệu là eo hay 1, còn điện tích proton là eo hay 1+. 2. Khối lượng nguyên tử. a. Đơn vị khối lượng. + Lấy đơn vị khối lượng là đơn vị Cacbon (đvC): 1 đvC = 1u = (19,9206.1027)12 kg = 1,66005.1027 kg. Khối lượng nguyên tử được tính bằng đơn vị cacbon gọi là nguyên tử khối. Nguyên tử khối là khối lượng nguyên tử hay khối lượng tương đối của nguyên tử. b. Khối lượng nguyên tử. + Khối lượng nguyên tử là tổng khối lượng của các loại hạt (e, n, p) trong nguyên tử. mngtử = me + mp + mn. Với me = 0,00055; mp 1; mn 1 đvC
Trang 1CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
I KIẾN THỨC CẦN NẮM
1 Cấu tạo nguyên tử.
Gồm 2 phần
Điện tích electron là điện tích nhỏ nhất, nên được lấy làm đơn vị điện tích nguyên tố kí hiệu là eo Do đó, điện tích electron được kí hiệu là -eo hay 1-, còn điện tích proton là eo hay 1+
2 Khối lượng nguyên tử.
a Đơn vị khối lượng
+ Lấy đơn vị khối lượng là đơn vị Cacbon (đvC): 1 đvC = 1u = (19,9206.10-27)/12 kg = 1,66005.10-27 kg
Khối lượng nguyên tử được tính bằng đơn vị cacbon gọi là nguyên tử khối Nguyên tử khối là khối lượng nguyên
tử hay khối lượng tương đối của nguyên tử
b Khối lượng nguyên tử
+ Khối lượng nguyên tử là tổng khối lượng của các loại hạt (e, n, p) trong nguyên tử
∑ mngtử = me + mp + mn Với me = 0,00055; mp∼ 1; mn ∼ 1 đvC
3 Kích thước nguyên tử.
+ Coi nguyên tử là khối cầu; Đường kính nguyên tử khoảng 10-1nm
+ Đường kính e và p khoảng 10-8nm
+ Đường kính hạt nhân nguyên tử khoảng 10-5nm
4 Điện tích hạt nhân.
a Điện tích hạt nhân
- Nếu ngtử có 1 hạt proton thì điện tích hạt nhân (ĐTHN) là 1+, nếu ngtử có Z hạt proton thì ĐTHN là Z+
+ Vì nguyên tử trung hoà về điện nên điện tích của electron phải là Z-
+ Vậy số hạt electron bằng số hạt proton trong nguyên tử và bằng Z
Số đơn vị ĐTHN = P = E.
b Số khối của hạt nhân (kí hiệu A): A = Z + N
Trong đó: Z là số hạt proton = số hạt electron và N là số hạt nơtron trong nguyên tử
5 Nguyên tố hoá học: Nguyên tố hoá học bao gồm các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân → các nguyên tử của
cùng một nguyên tố hoá học đều có cùng số p và số e
a Số hiệu nguyên tử (kí hiệu Z)
+ Số hiệu nguyên tử bằng số đơn vị ĐTHN = số E = số P
+ Số hiệu nguyên tử cho biết:
b Kí hiệu nguyên tử
II BÀI TẬP
*BÀI TẬP KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ*
Câu 1 Cho biết 1u = 1,6605.10-27kg, nguyên tử khối của oxi bằng 15,999 Hãy tính khối lượng của một nguyên tử oxi ra kg
Câu 2 Cho biết khối lượng nguyên tử của C gấp 11,905 lần khối lượng nguyên tử của hiđro Hãy tính nguyên tử khối
hiđro ra u và gam Biết rằng nguyên tử khối của C bằng 12
Câu 3 Biết rằng khối lượng 1 nguyên tử Oxi nặng gấp 15,842 lần và khối lượng của nguyên tử Cacbon nặng gấp
11,9059 lần khối lượng của nguyên tử Hiđro Hỏi nếu chọn 1/12 khối lượng nguyên tử Cacbon làm đơn vị thì H, O có nguyên tử khối là bao nhiêu
Câu 4 Kết quả phân tích cho thấy trong phân tử hơi H2O có 88,809% O và 11,191% H theo khối lượng Biết nguyên tử khối của O là 15,999 Hãy xác định nguyên tử khối của hiđro
Câu 5 Trong 1,5 kg đồng có bao nhiêu gan electron ? Cho biết 1 mol nguyên tử đồng có khối lượng bằng 63,546 gam,
một nguyên tử đồng có 29 electron
Câu 6 Khi điện phân nước người ta xác định cứ 1,000g Hiđro sẽ thu được 7,9370g Oxi Hãy tính khối lượng nguyên tử
của Oxi? Biết H=1,0079
Câu 7 Bán kính nguyên tử và khối lượng mol nguyên tử của kẽm lần lượt bằng 1,38.10-10m và 65 g/mol
1.Tính khối lượng riêng của kẽm
2.Trong thực tế, thể tích của kẽm không phải là khối đặc mà có khoảng trống Do đó, thể tích thật sự của kẽm chỉ bằng 72,5% thể tích tinh thể Vậy khối lượng riêng đúng của kẽm là bao nhiêu?
Trang 2Câu 8 Bán kính nguyên tử của hidro xấp xỉ bằng 0,053nm Còn bán kính của proton bằng 1,5.10-15m Tính tỉ lệ thể tích của toàn bộ nguyên tử hidro với thể tích của hạt nhân
Câu 9 Coi nguyên tử flo là một hình cầu có bán kính là 10-10 m và hạt nhân cũng là một hình cầu có bán kính 10-14m Khối lượng của 1 nguyên tử 919F tính bằng gam là bao nhiêu? Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử flo ? Tính tỉ số thể tích của toàn nguyên tử flo so với thể tích của hạt nhân nguyên tử ?
Câu 10 Nguyên tử kẽm có bán kính R = 1,35.10-10m, có khối lượng nguyên tử là 65u Tính khối lượng riêng của nguyên
tử kẽm Biết Vhình cầu = 4/3 r3 Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân với bán kính r = 2.10-15m Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm
Câu 11 Một nguyên tử có bàn kính và khối lượng riêng lần lượt bằng 1,44.10-10m và 19,36 g/cm3 Trong thực tế, các nguyên tử chỉ chiếm 74% thể tích của tinh thể, còn lại là phần rỗng
1.Tính khối lượng riêng trung bình của nguyên tử Suy ra khối lượng mol nguyên tử?
2.Nguyên tử trên có 118 nơtron Tính số proton
Câu 12 Nguyên tử nhôm có bán kính 1,43 và nguyên tử khối là 27 Hãy xác định khối lượng riêng khối lượng riêng của nhôm là bao nhiêu ? Tính bán kính gần đúng của nguyên tử canxi, biết thể tích của 1 mol canxi bằng 25,87cm3 Biết rằng trong tinh thể các nguyên tử canxi bằng 74% thể tích
Câu 13 Nếu thực nghiệm nhận rằng nguyên tử Ca, Cu đều có dạng hình cầu, sắp xếp đặt khít bên cạnh nhau thì thể tích
chiếm bởi các nguyên tử kim loại chỉ bằng 74% so với toàn thể tích khối tinh thể Khối lượng riêng ở điều kiện tiêu chuẩn của chúng ở thể rắn tương ứng là 1,55g/cm3; 8,9g/cm3 và nguyên tử khối của canxi là 40,08u, của đồng là 63,546u Hãy tính bán kính nguyên tử Ca và nguyên tử Cu Giữa bán kính hạt nhân (R) và số khối (A) của nguyên tử
có mối liên hệ như sau:R =1,5.10-13 Hãy tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử
Câu 14 Cho rằng hạt nhân nguyên tử và chính nguyên tử H có dạng hình cầu Hạt nhân nguyên tử hiđro có bán kính
gần đúng bằng 10-6 nm, bán kính nguyên tử hiđro bằng 0,056 nm
a Hãy tính và so sánh thể tích nguyên tử hiđro với thể tích của hạt nhân nguyên tử hiđro
b Hãy tính và so sánh khối lượng riêng của hạt nhân và của nguyên tử hiđro
Câu 15 Tính bán kính nguyên tử gần đúng của Fe ở 200C biết ở nhiệt độ đó khối lượng riêng của Fe là 7,87 g/cm3 với giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Fe những hình cầu chiếm 75% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng giữa các quả cầu Cho MFe = 55,85
Câu 16 Tính bán kính nguyên tử gần đúng của Au ở 200C biết ở nhiệt độ đó khối lượng riêng của Au là 13,92 g/cm3 với giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Fe những hình cầu chiếm 75% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng giữa các quả cầu Cho MAu = 196,97
DẠNG 1 : Tính toán liên quan đến số hạt (P, N, E) Phương Pháp giải:
• Cách 1: Giải hệ bpt S = 2P + N và 1< N/P < 1,524 với S là tổng số hạt p, n, e ta được P, N, E.
• Cách 2: (áp dụng khi số p và số n không khác nhau nhiều trong các nguyên tử có Z ≤ 20)
Tính S/3 Lấy số nguyên gần S/3 nhất Đó chính là số proton (hay số electron ) Kết hợp với đề bài để chọn giá trị
phù hợp
Cách 3: Giải hệ pt S = 2P + N và pt khác theo dữ kiện bài toán.
Chú ý: bài toán có thể mở rộng tính toán số hạt trong phân tử, trong ion Nếu là ion dương thì tổng số hạt phải trừ
đi số điện tích ion, nếu ion âm thì cộng thêm số điện tích của ion Các tính toán còn lại tương tự trên
BÀI TOÁN VỀ SỐ HẠT P, N, E
Câu 1 Nguyên tử của một nguyên tố A có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 48 Xác định số lượng mỗi loại hạt của
nguyên tử nguyên tố A nếu:
a Trong đó số hạt mang điện gấp hai lần số hạt không mang điện
b Số hạt mang điện dương bằng số hạt không mang điện
c Số khối của nguyên tử là 32
d Số hạt không mang điện bằng chính tổng số hạt trong lớp ngoai cùng của nguyên tử
Câu 2 Tổng số proton, nơtron, electron trong nguyên tử của nguyên tố X là 10 Hãy:
Trang 3a Xác định số khối nguyên tử của nguyên tố X bằng 2 cách.
b Xác định thành phần cấu tạo của X nếu:
- Số hạt mang điện tích ở lớp vỏ ít hơn số hạt không mang điện là 1
- Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 2
- Số hạt mang điện gấp 1,5 lần số hạt không mang điện
Câu 3 Tổng số proton, nơtron, electron trong nguyên tử của nguyên tố Y là 21 Hãy xác định thành phần cấu tạo
nguyên tử, gọi tên và viết kí hiệu nguyên tố X
Câu 4 Tổng số proton, nơtron, electron trong nguyên tử của nguyên tố R là 34 Hãy:
a Xác định kí hiệu nguyên tử nguyên tố R
b Xác định số lượng mỗi loại hạt của nguyên tử nếu:
- Tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10
- Trong hạt nhân, số hạt mang điện ít hơn số hạt không mang điện là 1
Câu 5 Nguyên tử của nguyên tổ R có tổng số proton, nơtron, electron bằng 54, số hạt proton gần bằng số hạt nơtron.
Tính Z và A của nguyên tử nguyên tố R
Câu 6 Tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử nguyên tố X là 115 Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không
mang điện là 25 hạt Xác định số hạt proton và số khối của nguyên tử nguyên tố X
Câu 7 Tổng số hạt cơ bản của nguyên tử nguyên tố X là 36, trong đó số hat mang điện gấp đối số hạt không mang điện.
Xác định số hiệu nguyên tử và số khối của nguyên tử X
Câu 8 Nguyên tử của kim loại M có số proton ít hơn số nơtron là 1 và số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang
điện là 10 Xác định M
Câu 9 Cho nguyên tử nguyên tố A có tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện 12 Biết trong hạt nhân
số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện không quá 1 hạt Xác định thành phần cấu tạo của nguyên tử A?
Câu 10 Biết số hạt mang điện tích âm trên lớp vỏ của nguyên tử B ít hơn số hạt không mang điện là 1; Tổng số hạt
mang điện gấp 1,875 lần số hạt không mang điện Xác định số lượng mỗi loại hạt cấu thành nguyên tử B?
Câu 11 Xác định các loại hạt (tìm số e, số p, số n), viết kí hiệu nguyên tố của các nguyên tố sau, biết:
a) Tổng số hạt cơ bản là 115, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 25 hạt
b) Tổng số hạt cơ bản là 95, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 25 hạt
c) Tổng số hạt cơ bản là 40, số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện dương là 1 hạt
d) Tổng số hạt cơ bản là 36, số hạt mang điện gấp đôi số hạt không mang điện
e) Tổng số hạt cơ bản là 52, số hạt không mang điện bằng 1,06 lần số hạt mang điện âm
f) Tổng số hạt cơ bản là 49, số hạt không mang điện bằng 53,125% số hạt mang điện
ÐS:
Câu 12 Xác định các loại hạt (tìm số e, số p, số n), viết kí hiệu nguyên tố của các nguyên tố sau, biết:
a) Tổng số hạt cơ bản là 13
b) Tổng số hạt cơ bản là 18
c) Tổng số hạt cơ bản là 52 Trong đó, số hạt mang điện tích dương lớn hơn hạt không mang điện là 16
d) Tổng số hạt cơ bản là 58, có số khối nhỏ hơn 40 ÐS:
Câu 13 Nguyên tử C có tổng số hạt cơ bản (e, p, n) là 40 và số khối của nguyên tử là 27 Xác định số hiệu nguyên tử và
kí hiêu nguyên tố đó
Câu 14 Nguyên tử của một nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản (e, p, n) là 82, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số
hạt không mang điện là 22
a) Xác định số hiệu nguyên tử, số khối và kí hiệu nguyên tố
b) Viết cấu hình electron nguyên tử X và của ion tạo thành từ X
Câu 15 Tổng số hạt proton, nơtron, electron có trong một loại nguyên tử của,nguyên tố Y là 54, trong đó tổng số hạt
mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 1,7 lần Hãy xác định số hiệu nguyên tử, số khối và viết kí hiệu nguyên tử X
Câu 16 Cho các nguyên tố X, Y, Z Tổng số hạt p, n, e trong các nguyên tử lần lượt là 16, 58, 78 Số nơtron trong hạt
nhân và số hiệu nguyên tử của mỗi nguyên tố khác nhau không quá 1 đơn vị Hãy xác định các nguyên tố và viết kí hiệu các nguyên tố
Câu 17 Viết kí hiệu nguyên tố của nguyên tố sau, biết:
a) Silic có điện tích hạt nhân là 14 +, số nơtron là 14 b) Kẽm có 30 electron và 35nơtron
c) Kali có 19proton và 20nơtron d) Neon có số khối là 20, số proton bằng số nơtron
Câu 18 Viết kí hiệu nguyên tố của nguyên tố X, biết:
Trang 4a) X có 6p và 8n b) X có số khối là 27 và 14n
c) X có số khối là 35 và số proton kém số nơtron là 1 hạt d) X có số khối là 39 và số n bằng 1,053 lần số p
Câu 19 Cho các nguyên tử có kí hiệu: ; ; Hãy xác định số proton, số nơtron, số electron và điện tích hạt nhân nguyên tử của chúng
Câu 20 a) Trong một nguyên tử trung hoà điện có 6 electron, khối lượng nguyên tử bằng 12 đvC Tính số proton,
nơtron trong nguyên tử đó
b) Trong một nguyên tử, tổng số hạt mang điện là 26, khối lượng hạt nhân là 27 đvC Tính số proton, nơtron,
và khối lượng của nguyên tử đó
Câu 21 Biết rằng tổng số các loại hạt (p, n, e) trong nguyên tử R là 40, trong đó hạt không mang điện kém hơn số hạt
mang điện là 12 Xác định tên của nguyên tố R và viết kí hiệu nguyên tử R (Biết ZNa=11, ZMg=12, ZAl=13, ZCa=20,
ZK=19)
Câu 22 Biết tổng số hạt cơ bản của một nguyên tử của nguyên tử của nguyên tố X trong 82 nguyên tố đầu bảng tuần
hoàn là: Z+N+E=a Hãy trình bày phương pháp biện luận để xác định nguyên tố X Hãy xác định nguyên tố X biết:
Câu 23 Cho biết các nguyên tử , Hãy xác định số hạt electron và tổng số các hạt có trong ion S2-, Na+
Câu 24 Một kim loại M có tổng số khối bằng 54, tổng số hạt p, n, e trong ion M2+ là 78 Vậy nguyên tử kim loại M có
kí hiệu nào sau đây? , , ,
Câu 25 Khối lượng phân tử của 3 kim loại A, B, C (đều có hoá trị II) lập thành cấp số cộng có công sai là 16 Tổng số
hạt proton, nơtron, electron của 3 hạt nhân nguyên tử 3 nguyên tố A, B, C là 120 Hãy xác định công thức phân tử ba muối cacbonat của ba kim loại trên Viết phương trình cho ba muối trên tác dụng với dd HNO3 loãng
Câu 26 Tổng số proton, nơtron, electron trong nguyên tử của hai nguyên tố M và X lần lượt bằng 82 và 52 M và X tạo
thành hợp chất MXa, trong phân tử có tổng số proton bằng 77 Xác định M, X và công thức phân tử của MXa
Câu 27 Hai nguyên tố A, B tạo thành hợp chất X Khi đốt nóng đến 8000C, hợp chất X tạo ra đơn chất A Số electron hoá trị trong nguyên tử nguyên tố A bằng số lớp electron nguyên tử nguyên tố B Số electron hoá trị trong nguyên tử nguyên tố B bằng số lớp electron nguyên tử nguyên tố A, điện tích hạt nhân nguyên tử của B gấp 7 lần của A Xác định
A, B và công thức phân tử hợp chất X
Câu 28 Nguyên tử A có cấu hình electron ngoài cùng là 3p4 Tỉ lệ nơtron và proton là 1:1 nguyên tử B có số nơtron bằng 1,25 lần số nơtron của A Khi cho 7,8 gam B tác dụng với lượng dư A ta thu được 11 g hợp chất B2A Xác định số thứ tự, số khối của A, B
Câu 29 Cho hai nguyên tử A và A’ có số khối lần lượt bằng 79 và 81 Hiệu số giữa số nơtron và số electron trong
nguyên tử A là 9 còn trong nguyên tử B là 11 Cho biết A và A’ có phải là đồng vị với nhau hay không?
Câu 30 Hợp chất Z được tạo bởi 2 nguyên tố M và R có công thức là MaRb Trong đó R chiếm 6,67% về khối lượng Trong hạt nhân nguyên tử M có số hạt nơtron bằng số hạt proton cộng thêm 4, còn trong hạt nhân nguyên tử R có số proton bằng số nơtron Tổng số hạt proton trong phân tử của Z là 84 và a + b = 4 Xác định M, R và công thức phân tử hợp chất Z
Câu 31 Một hợp chất A có công thức MX2, trong đó M chiếm 46,67% về khối lượng M là một kim loại, X là phi kim chu kỳ 3 Trong hạt nhân M có n – p = 4, trong hạt nhân của X có n’= p’ Tổng số proton trong MX2 là 58 Hãy xác định M, X và vị trí của chúng trong bảng hệ thống tuần hoàn
Câu 32 *Cho các ion : NO , NH , HSO , biết ZN = 7; ZO = 8 ; ZH = 1 ; ZS = 16 Hãy xác định :
- Tổng số hạt proton, electron có trong các ion đó
- Tổng số hạt nơtron có trong có trong các hạt nhân nguyên tử tạo nên các ion đó
Câu 33 Hợp chất Y có công thức MX2 trong đó M chiếm 46,67% về khối lượng Trong hạt nhân M có số nơtron nhiều hơn số proton là 4 hạt Trong hạt nhân X số nơtron bằng số proton Tổng số proton trong NX2 là 58
a) Tìm AM và AX
b) Xác định công thức phân tử của MX2
Câu 34 *Cho hợp chất có dạng MX, M là kim loại X là phi kim Tổng p, n, e trong MX là 96 Trong đó tổng hạt mang
điện lớn hơn tổng số hạt không mang điện là 16 Tổng số hạt trong X lớn hơn tổng số hạt trong M là 18 Tổng số hạt trong hạt nhân X lớn hơn tổng số hạt trong hạt nhân M là
1 Xác định số thứ tự của X, M Gọi tên MX 2 Viết phương trình điều chế MX
Trang 5Câu 35 *Cho hợp chất MX3 trong đó M là kim loại và X là phi kim Phân tử MX3 có tổng số p, n, e là 196 trong đó tổng
số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60 Số hạt mang điện trong M nhỏ hơn số hạt trong X là 8 Xác định số thứ tự của M và X Gọi tên MX3 và viết một số phương trình điều chế MX3
Câu 36 *Trong phân tử M2X có tổng số hạt (p, n, e) là 140 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44 hạt Số khối của nguyên tử M lớn hơn số khối của nguyên tử X là 23 Tổng số hạt (p, n, e) trong nguyên tử
M nhiều hơn trong nguyên tử X là 34 hạt Viết cấu hình electron của các nguyên tử M và X Viết công thức phân tử của hợp chất M2X
Câu 37 *Một nguyên tử khi mất bớt electron biến thành ion dương Khi nhận thêm electron biến thành ion âm Tri tuyệt
đối của điện tích ion bằng đúng số electron mà nguyên tử mất đi hay nhận thêm Cho hai ion R4+ và R4– Số nơtron trong hai ion này đều bằng 14 số electron trong ion R4+ bằng 10 Hãy viết ký hiệu hạt nhân của hai ion đó Tính số electron trong nguyên tử trung hoà điện R và trong ion R4–
Câu 38 *Một hợp chất có công thức M2X Tổng số hạt trong hợp chất 116, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 36; Nguyên tử khối của X lớn hơn M là 9; Tổng các loại hạt trong X2- nhiều hơn trong M+ là 17 Xác định số khối của M và X
Câu 39 *Cho biết tổng số electron trong ion AB là 42 Trong các hạt nhân của A cũng như B số proton bằng số nơtron Xác định số khối của A, B Biết số khối của A gấp đôi của B
Câu 40 *Hợp chất M được tạo thành từ cation X+ và anion Y2- Mỗi ion đều do 5 nguyên tử của 2 nguyên tố tạo thành Tổng số p trong X+ là 11 và trong Y2- là 50 Cho biết 2 nguyên tố trong Y2- thuộc cùng một nhóm và thuộc 2 chu kỳ liên tiếp Xác định công thức phân tử của M ?
Trang 6ĐỒNG VỊ - NGUYÊN TỬ KHỐI TRUNG BÌNH.
1 Đồng vị: là hiên tượng các nguyên tử có cùng số proton (cùng số e) nhưng khác nhau về số nơtron nên khác nhau về
số khối A
2 Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố.
* Nguyên nhân phải tính nguyên tử khối trung bình: Do các nguyên tố trong tự nhiên đều có rất nhiều đồng vị nên việc tính khối lượng của nguyên tố phải lấy giá trị trung bình
* Công thức tính: Nguyên tử khối trung bình là trung bình cộng khối lượng các đồng vị có tính đến tỉ lệ phần trăm các đồng vị đó
Giả sử nguyên tố X có n đồng vị Với:
Đồng vị X1, X2,…, Xn có số khối A1, A2, , An và có tỉ lệ % là x1, x2, …, xn
Thì khối lượng nguyên tử trung bình được tính:
BÀI TẬP
DẠNG 2 : Tính nguyên tử khối trung bình, % số đồng vị
Phương Pháp giải:
Từ công thức trên ta tính được % số đồng vị, số khối các đồng vị, nguyên tử khối trung bình khi biết các dữ kiện còn lại
Cách 1: Dùng công thức: (*)
Với a, b, là % số nguyên tử của đồng vị của đồng vị có số khối tương ứng A, B,
Cách 2: Tính theo sơ đồ đường chéo: Với 2 nguyên tử X, Y có số khối trương ứng là A1, A2
Nguyên tử X : A 1 A 2 –
→ = = Nguyên tử Y : A 2 – A 1
Cách 3: Gọi x là %, số nguyên tử của đồng vị X, (1-x) là % đồng vị Y có số khối trương ứng là A1, A2 thì:
theo dữ kiện bài ra có thể giải pt và suy ra kết quả
Chú ý: Trong hợp chất: AxBy: %mA/hợp chất = mặt khác: %mA1 = % đồng vị 1
→ %m Đồng vị 1/hợp chất =
BÀI TẬP ĐỒNG VỊ-KHỐI LƯỢNG TRUNG BÌNH
Câu 1 Trong tự nhiên brom có hai đồng vị bền : chiếm 50,69% số nguyên tử và chiếm 49,31% số nguyên
tử Hãy tìm nguyên tử khối trung bình của brom
Câu 2 Đồng có hai đồng vị bền và Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54 Tính thành phần phần trăm của mỗi đồng vị
Câu 3 Nguyên tố Cu có nguyên tử khối trung bình là 63,54 có hai đồng vị X và Y có tổng số khối là 128 Số nguyên tử
của đồng vị Y = 0,37 số nguyên tử của đồng vị X Xác định số khối của X và Y ?
Câu 4 Nguyên tử khối trung bình của brom là 79,91 Brom có hai đồng vị, biết đồng vị chiếm 54,5% Hãy xác định nguyên tử khối của đồng vị 2
Câu 5 Bo trong tự nhiên có hai đồng vị bền: và Mỗi khi có 760 nguyên tử thì có bao nhiêu nguyên tử
đồng vị Biết AB = 10,81
Trang 7Câu 6 Một nguyên tố X gồm hai đồng vị X1 và X2 Đồng vị X1 có tổng số hạt là 18 Đồng vị X2 có tổng số hạt là 20 Biết rằng % các đồng vị trong X bằng nhau và các loại hạt trong X1 cũng bằng nhau Xác định nguyên tử khối trung bình của X ?
Câu 7 Một nguyên tố X có 2 đồng vị với tỉ lệ nguyên tử là 27/23 Hạt nhân nguyên tử X có 35 proton Trong nguyên tử
của đồng vị thứ nhất có 44 nơtron Số nơtron trong nguyên tử đồng vị thứ hai nhiều hơn trong đồng vị thứ nhất là 2 hạt Tính nguyên tử khối trung bình của X
Câu 8 Nguyên tố X có 3 đồng vị là X1 chiếm 92,23%, X2 chiếm 4,67% và X3 chiếm 3,10% Tổng số khối của 3 đồng vị
là 87 Số nơtron trong X2 nhiều hơn trong X1 là 1 hạt Nguyên tử khối trung bình của X là 28,0855
a) Hãy tìm X1, X2 và X3
b) Nếu trong X1 có số nơtron bằng số proton Hãy tìm số nơtron trong nguyên tử của mỗi loại đồng vị
Câu 9 Cho một dung dịch chứa 8,19 gam muối NaX tác dụng một lượng dư dung dịch AgNO3 thu được 20,09 gam kết tủa a) Tìm nguyên tử khối và gọi tên X
b) X có hai đồng vị, giả sử số nguyên tử của đồng vị thứ nhất nhiều gấp 3 lần số nguyên tử của đồng vị thứ hai Hạt nhân của đồng vị thứ nhất có ít hơn hạt nhân đồng vị thứ hai 2 nơtron Tìm số khối của mỗi đồng vị
Câu 10 Magie có hai đồng vị X và Y Đồng vị X có số khối là 24 Đồng vị Y hơn X một notron Tính nguyên tử
khối trung bình của Mg Biết số nguyên tử trong hai đồng vị tỉ lệ X : Y = 2 : 3
Câu 11 X và Y là hai đồng vị của nguyên tố A ( có số thứ tự là 17 ) có tổng số khối là 72 Hiệu số n của X, Y bằng 1/8
số hạt mang điện dương của B ( có số thứ tự 16 ) Tỉ lệ số nguyên tử của X và Y là 32,75 : 98,25 Tính số khối của hai đồng vị trên Suy ra khối lượng mol trung bình của A
Câu 12 Một nguyên tố R có 3 đồng vị X, Y, Z, biết tổng số hạt của 3 đồng vị bằng 129, số nơtron đồng vị X hơn đồng
vị Y một hạt Đồng vị Z có số proton bằng số nơtron Xác định điện tích hạt nhân nguyên tử và số khối của 3 đồng vị
X, Y, Z ?
Câu 13 Cho hợp chất XY2 tạo bởi hai nguyên tố X, Y Y có hai đồng vị : chiếm 55% số nguyên tử Y và đồng vị
Trong XY2, phần trăm khối lượng của X là bằng 28,51% Tính nguyên tử khối trung bình của X, Y
Câu 14 Hiđro có nguyên tử khối là 1,008 Hỏi có bao nhiêu nguyên tử của đồng vị trong 1 ml nước (cho rằng trong
nước chỉ có đồng vị và ) ? (Cho khối lượng riêng của nước là 1 g/ml)
Câu 15 Agon tách ra từ không khí là hỗn hợp ba đồng vị : 99,6% ; 0,063% ; 0,337% Tính thể tích của 15 g Ar ở điều kiện tiêu chuẩn
Câu 16 Nguyên tố Mg có 3 đồng vị, số khối lần lượt bằng 24, 25, 26 Trong số 5000 nguyên tử Mg 3930 đồng vị 24 và
505 đồng vị 25, còn lại là đồng vị 26 Tính nguyên tử lượng trung bình của Mg
Câu 17 *Trong tự nhiên bo(B) có hai đồng vị: và Nguyên tử khối trung bình của bo 10,81
a) Tính phần trăm của mỗi đồng vị
b) Tính phần trăm khối lượng trong axit boric H3BO3 (Biết H là đồng vị ; O là đồng vị )
Câu 18 *Hiđro được điều chế bằng cách điện phân nước, hiđro đó gồm hai loại đồng vị và Hỏi trong 100 g
nước nói trên có bao nhiêu đồng vị ? Biết rằng nguyên tử khối của hiđro là 1,008 và oxi là 16
Câu 19 *Trong tự nhiên đồng vị chiếm 24,23% số nguyên tử Tính thành phần phần trăm về khối lượng có
trong HClO4 và phần trăm về khối lượng có trong KClO3 (với H là đồng vị ; O là đồng vị ; K là đồng vị
) ? Cho nguyên tử khối trung bình của clo bằng 35,5
Trang 8Câu 20 Clo trong tự nhiên gồm hai đồng vị và ; Silic gồm hai đồng vị và Hợp chất silic clorua SiCl4 gồm có bao nhiêu loại phân tử có thành phần đồng vị khác nhau
Câu 21 Có hai đồng vị (kí hiệu là H) và (kí hiệu là D)
a) Viết các loại công thức phân tử hiđro có thể có
b) Tính phân tử khối của mỗi loại phân tử
c) 1 lít hiđro giầu đơteri ( ) ở điều kiện tiêu chuẩn nặng 0,1 gam Tính thành phần phần trăm khối lượng từng đồng
vị của hiđro
Câu 22 Trong tự nhiên oxi có ba đồng vị ; ; , cacbon có hai đồng vị ; Hỏi có thể có bao nhiêu loại phân tử khí cacbonic hợp thành từ các đồng vị trên ? Viết công thức phân tử và tính phân tử khối của chúng
Câu 23 Hiđro có ba đồng vị , và Clo có hai đồng vị là và Hãy cho biết có bao nhiêu phân tử hiđro clorua tạo thành từ các đồng vị khác nhau và tính phân tử khối của mỗi phân tử
Câu 24 Trong tự nhiên oxi tồn tại 3 đồng vị bền : ; ; và hiđro có ba đồng vị bền là : , và Hỏi có bao nhiêu phân tử nước được tạo thành và phân tử khối của mỗi loại là bao nhiêu?
Câu 25 *Một nguyên tố R có 3 đồng vị X, Y,Z ; biết tổng số các hạt cơ bản ( n, p, e ) trong 3 đồng vị bằng 129, số
nơtron đồng vị X hơn đồng vị Y một hạt Đồng vị Z có số proton bằng số nơtron
a) Xác định điện tích hạt nhân nguyên tử và khối lượng của 3 đồng vị X, Y, Z
b) Biết 752,875.1020 nguyên tử R có khối lượng m gam Tỷ lệ nguyên tử các đồng vị như sau: Z:Y=2769:141
và Y:X=611:390 Xác định khối lượng nguyên tử trung bình của R và tính m
Trang 9CẤU TẠO LỚP VỎ ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ.
1 Lớp electron.
+ Các electron trong nguyên tử được sắp xếp thành từng lớp từ trong ra ngoài
+ Các electron trên cùng một lớp có năng lượng xấp xỉ nhau
+ Đi từ trong ra ngoài, năng lượng của các lớp tăng dần, tức là năng lượng của electron tăng dần
→ Vậy ở những lớp trong các electron được hạt nhân hút mạnh hơn và được giữ bền chặt hơn
+ Các lớp electron : n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ứng với tên lớp K, L, M, N, O, P, Q
→ Như vậy, lớp K (n=1) là lớp gần hạt nhân nhất, bền nhất
2 Phân lớp electron.
+ Trong một lớp electron lại có nhiều phân lớp electron Mức năng lượng của các phân lớp trên cùng 1 lớp:
s < p < d < f
+ Các electron trong cùng 1 phân lớp có mức năng lượng gần bằng nhau Các phân lớp kí hiệu bằng các chữ
cái: s, p, d, f
- Lớp K: có 1 phân lớp (1s)
- Lớp L: có 2 phân lớp (2s, 2p)
- Lớp M: có 3 phân lớp
(3s, 3p, 3d)
- Lớp N: có 4 phân lớp
(4s,4p,4d,4f)
- Phân lớp e có số e tối đa gọi là phân lớp e bão hòa
- Số e tối đa của lớp n (n = 1,2,3, ) là 2n2
VD: Lớp N(n= 4) → số e tối đa của lớp N là 2.42 = 32e
Các e được phân bố trên các phân lớp của lớp N(tối đa e): 4s24p64d104f14
* Trật tự các mức năng lượng trong nguyên tử: Khi số hiệu nguyên tử Z tăng, các mức năng lượng tăng dần theo
trình tự sau:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d
* Sự chèn mức năng lượng: 4s < 3d, 5s < 4d, 6s < 4f
BÀI TẬP
Câu 1 Cho các nguyên tử nguyên tố: 7N, 12Mg, 20Ca, 5B Phân bố các electron vào các phân lớp và các lớp Sau đó hãy
mô tả cấu tạo nguyên tử các nguyên tố trên
Câu 2 Xác định số lớp, kí hiệu lớp và số electron trong mỗi lớp của các nguyên tố sau:
a Cacbon (Z = 6); Neon (Z = 10);
Câu 3
n=1
L n=2
M n=3
N
n = 4
Số e tối đa trong phân lớp 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14
Số e tối đa của lớp 2=2.12 8=2.22 18 = 2.32 32 = 2.42
Phân bố e trên các phân lớp 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d104f14
Trang 10CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ
1 Quy tắc:
• Quy ước cách viết cấu hình electron:
+ Số thứ tự của lớp được viết bằng các số: 1, 2, 3, 4 …
+ Phân lớp: s, p, d, f
+ Số electron viết trên kí hiệu của các phân lớp như số mũ
• Cách viết cấu hình electron nguyên tử: gồm các bước sau:
+ Xác định số electron của nguyên tử
+ Các e phân bố theo thứ tự tăng dần các mức năng lượng tuân theo quy tắc:
- Phân lớp s chứa tối đa 2 e - Phân lớp p chứa tối đa 6 e
- Phân lớp d chứa tối đa 10 e - Phân lớp f chứa tối đa 14e
2 Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng.
- Lớp ngoài cùng của tất cả các nguyên tử có tối đa 8 electron
- Nguyên tử có số e ngoài cùng là:
+ 8e (trừ He chỉ có 2) là nguyên tử khí hiếm.
+ 1, 2, 3e ngoài cùng dễ nhường e là nguyên tử của các nguyên tố kim loại (trừ Hidro, heli, Bo là phi kim).
+ 5, 6, 7e ngoài cùng dễ nhận e thường là nguyên tử của các nguyên tố phi kim.
+ 4e có thể là nguyên tử của các nguyên tố kim loại (Z > 20) hoặc phi kim (Z < 20)
- Các electron lớp ngoài cùng liên kết yếu với hạt nhân nguyên tử, có khả năng quyết định tính chất hóa học của các nguyên tố đầu (Gọi là e hoá trị)
- Nguyên tố s là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng độ điền vào phân lớp s (ngtố nhóm IA và IIA)
Ví dụ: 11Na: 1s22s22p63s1 (IA) 12Mg: 1s22s22p63s2 (IIA)
- Nguyên tố p là những ngtố mà nguyên tử có e cuối cùng điền vào phân lớp p (ngtố nhóm IIIAVIIIA (trừ He):
Ví dụ: 8O: 1s22s22p4 (VIA) 17Cl: 1s22s22p63s23p5 (VIIA)
- Nguyên tố d là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng điền vào phân lớp d (gồm các nguyên tố nhóm B)
Ví dụ: 21Sc: 1s22s22p63s23p63d14s2
23V: 1s22s22p63s23p63d34s2
- Nguyên tố f là các nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng điền vào phân lớp f
Ví Dụ: Viết cấu hình electron của các nguyên tố sau: 17Cl, 26Fe, 29Cu, 24Cr
17Cl: 1s22s22p63s23p5
→ Clo là thuộc loại nguyên tố p vì e cuối cùng được điền vào phân lớp p; là 1 phi kim do có 7 e ngoài cùng
26Fe: 1s22s22p63s23p64s23d6 → sắp xếp theo thứ tự lớp: 26Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2 → gọi là cấu hình e
→ Fe thuộc loại nguyên tố d vì e cuối cùng điền vào phân lớp d; là 1 kim loại do có 2 e
24Cr: 1s22s22p63s23p64s23d4 → sắp xếp theo thứ tự lớp: 24Cr: 1s22s22p63s23p63d44s2 → gọi là cấu hình e
29Cu: 1s22s22p63s23p64s23d9 → sắp xếp theo thứ tự lớp: 29Cr: 1s22s22p63s23p63d94s2 → gọi là cấu hình e
* Lưu ý: Một số trường hợp có sự chuyển đổi cấu hình e do hiện tượng nhảy e từ phân lớp này lên phân lớp kia
tạo cấu hình e bão hòa hay bán bão hòa
Ví dụ: (n-1)d4 ns2 (n-1)d5 ns1 (n-1)d9 ns2 (n-1)d10 ns1
Nên cấu hình e đúng của Cr và Cu là:
24Cr: 1s22s22p63s23p63d54s1 → trạng thái bán bảo hòa → là cấu hình e đúng
29Cr: 1s22s22p63s23p63d104s1 → trạng thái bảo hòa → là cấu hình e đúng
Dạng 3: Viết cấu hình electron, cho biết nguyên tố KL, PK hay khí hiếm.
Phương Pháp giải:
- Viết cấu hình e (chú ý sắp xếp theo lớp)
Từ đó suy ra nguyên tố là KL (có 1, 2, 3e lớp ngoài cùng, trừ H, He, B), PK (lớp ngoài cùng có 5, 6, 7e), khí hiếm (có 8e lớp ngoài cùng trừ He có 2) Nếu số e lớp ngoài cùng bằng 4 thì có thể là KL hay PK
* Trường hợp đặc biệt:
Cấu hình (n – 1)dansb thì a nhận giá trị từ 1 đến 10, b luôn bằng 2 trừ 2 trường hợp sau:
- Nếu a + b = 6 thì chọn a = 5, b = 1 (để phân lớp d bán bão hoà bền hơn).
- Nếu a + b = 11 thì chọn a = 10, b = 1 (để phân lớp d bão hoà bền hơn).
Bài toán có thể mở rộng: viết cấu hình e của ion (âm hoặc dương) Viết tương tự, lưu ý viết đủ tổng số e
Chú ý:
+ Xác định số lớp, số phân lớp electron.