Nguyên tử và những dạng bài tập thường gặp

Nguyên tử là một khái niệm khá trừu tượng mà con người khó nắm bắt một cách trực quan. Tuy nhiên nguyên tử lại là thành phần cấu tạo nên thế giới vật chất xung quanh chúng ta, và nó quyết định rất lớn đến thế giới vật chất đó.Hiểu được điều này, nhóm quyết định tìm hiểu về chuyên đề nguyên tử. Chuyên đề “Những dạng bài tập về nguyên tử” được nhóm hệ thống kiến thức một cách ngắn gọn, đầy đủ, dưới dạng những sơ đồ tư duy. Sưu tầm, phân loại những dạng bài tập thường gặp xoay quanh về vỏ nguyên tử, hạt nhân nguyên tử trong chương trình chuyên từ cơ bản đến nâng cao, những đề thi Olympic trong và ngoài nước, các kì thi HSG Quốc Gia với mong muốn làm tài liệu học tập không chỉ cho riêng bản thân mình mà còn giúp ích được phần nào đó cho học sinh chuyên hóa, lý.

TỔ HOÁ HỌC ––––––––

CHUYÊN ĐỀ NHỮNG DẠNG BÀI TẬP

THƯỜNG GẶP VỀ NGUYÊN TỬ

––––––––––––––––––––––

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Cô Đinh Thị Lan Hương

HỌC SINH THỰC HIỆN

1 Nguyễn Hoàng Tuấn Anh

2 Nguyễn Công Sang

3 Nguyễn Thị Mỹ Quyên

Lớp: 10A4

LỜI CẢM ƠN 7

1/ MỞ ĐẦU 8

1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 8

1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 8

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 9

1.4 NƠI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI – THỜI GIAN VÀ TIẾN ĐỘ NGHIÊN CỨU 9

2/ TÓM TẮT LÝ THUYẾT NGUYÊN TỬ 11

2.1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 11

2.1.1 Thành phần – Kích thước – Khối lượng 11

2.1.2 Nguyên tố hóa học – Đồng vị 14

Sơ đồ tư duy 1 Tóm tắt về cấu tạo nguyên tử 15

2.2 CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ 16

2.2.1 Tính chất sóng - hạt của ánh sáng 16

2.2.2 Cấu tạo vỏ nguyên tử 16

Sơ đồ tư duy 2 Tóm tắt cấu tạo vỏ nguyên tử 22

2.3 CẤU TẠO HẠT NHÂN – CÁC PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 23

2.3.1 Độ bền của hạt nhân – Độ hụt khối – Năng lượng liên kết 23

2.3.2 Phản ứng hạt nhân 24

Sơ đồ tư duy 3 Tóm tắt hạt nhân và phản ứng hạt nhân 31

2.4 HÓA HỌC PHÓNG XẠ 32

2.4.1 Năng lượng học của phân rã phóng xạ và phản ứng hạt nhân 32

2.4.2 Động học phóng xạ 32

2.4.3 Cân bằng phóng xạ 33

3/ CÁC DẠNG BÀI TẬP 35

3.1.2 Bài tập xác định khối lượng, khối lượng riêng, thể tích của hạt nhân và nguyên

tử 67

Bài tập tham khảo 68

3.2 CÁC DẠNG BÀI TẬP CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ 71

3.2.1 Tính chất sóng – hạt ánh sáng Quang phổ nguyên tử 71

Bài tập tham khảo 77

3.2.2 Năng lượng ion hóa – Cấu hình electron 80

Bài tập tham khảo 87

3.2.3 Bài tập tổng hợp 92

Bài tập tham khảo 92

3.3 HÓA HỌC PHÓNG XẠ 95

3.3.1 Độ bền của hạt nhân – Năng lượng liên kết 95

Bài tập tham khảo 96

3.3.2 Định luật chuyển dịch phóng xạ 98

Bài tập tham khảo 99

3.3.3 Định luật phân rã phóng xạ 102

Bài tập tham khảo 107

3.3.4 Năng lượng học của phân rã phóng xạ và phản ứng hạt nhân 121

Bài tập tham khảo 122

3.3.5 Bài tập tổng hợp 124

Bài tập tham khảo 126

3.4 CÁC BÀI TẬP ICHO THAM KHẢO 134

4/ KẾT LUẬN 139

4.1 KINH NGHIỆM RÚT RA 139

4.2 Ý KIẾN – KIẾN NGHỊ 139

TÀI LIỆU THAM KHẢO 141

LỜI CẢM ƠN

Đây là lần đầu tiên nhóm chúng em thực hiện chuyên đề, còn gặp nhiều khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu cũng như về mặt hình thức, nên khó tránh khỏi những sai sót Tuy nhiên, sau hơn nhiều tháng kể từ khi nhận chuyên đề (tháng 9/2015), chúng em đã hoàn thành xong chuyên đề nhờ sự giúp đỡ tận tình của thầy cô tổ hóa học -Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng và đặc biệt là cô Đinh Thị Lan Hương Nhóm chúng em cám ơn cô

đã hướng dẫn chúng em trong việc tìm tòi, đúc kết những kiến thức từ sách vở cũng như

đã quan tâm đến chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề cương để chúng em có thể hoàn thành tốt công việc và hiểu sâu hơn về vấn đề trong bộ môn mà chúng em yêu thích

Bên cạnh đó em cũng xin gửi lời cám ơn đến Ban Giám Hiệu nhà trường cũng như Thư Viện trường đã tạo điều kiện để nhóm em có thể tìm được những tài liệu, thông tin bổ ích phục vụ cho chuyên đề từ thư viện của trường Chúng em xin chân thành cám ơn!

Nhóm thực hiện đề tài

––––––––––––

1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Nguyên tử là một khái niệm khá trừu tượng mà con người khó nắm bắt một cách trực quan Tuy nhiên nguyên tử lại là thành phần cấu tạo nên thế giới vật chất xung quanh chúng ta, và nó quyết định rất lớn đến thế giới vật chất đó Trong suốt quá trình nghiên cứu

về hạt nhân của các nguyên tử, người ta biết thêm về phản ứng hạt nhân, là một bước ngoặc rất lớn trong công nghệ năng lượng và quân sự Sự sống bắt nguồn chỉ từ những nguyên tử vô tri vô giác phổ biến trong tự nhiên, rồi dần hình thành nên các phân tử, đại phân tử phức tạp tạo nên cấu trúc tế bào, rồi các tế bào tạo nên một thế giới sống đa dạng

và phong phú như ngày nay Trong đó nó tạo nên con người có trí tuệ và cảm xúc để rồi lại nghiên cứu về nó, tức là nghiên cứu về chính coi người vậy

Vì sự ảnh hưởng rất lớn đó mà chủ đề nguyên tử sớm được đưa vào để giảng dạy

cho các bạn học sinh Tuy nhiên, nguyên tử dù là hạt vật chất rất nhỏ như lại có cấu tạo cực kì phức tạp, cũng như các mối quan hệ giữa chúng Điều này đôi lúc làm các bạn học sinh chưa nắm bắt và hiểu rõ về nguyên tử

Hiểu được điều này, nhóm chúng em quyết định tìm hiểu về chuyên đề nguyên tử

Chuyên đề “Những dạng bài tập về nguyên tử” được chúng em hệ thống kiến thức một

cách ngắn gọn, đầy đủ, dưới dạng những sơ đồ tư duy Sưu tầm, phân loại những dạng bài tập thường gặp xoay quanh về vỏ nguyên tử, hạt nhân nguyên tử trong chương trình chuyên từ cơ bản đến nâng cao, những đề thi Olympic trong và ngoài nước, các kì thi HSG Quốc Gia với mong muốn làm tài liệu học tập không chỉ cho riêng bản thân mình mà còn giúp ích được phần nào đó cho học sinh khối chuyên hóa

1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Chuyên đề nguyên tử là một chuyên đề hay trong các chuyên đề của hóa đại cương Tuy nhiên kiến thức của chuyên đề cũng khá nhiều mang tính trừu tượng, điều này

đã khiến việc học tập chuyên đề gặp không ít khó khăn Qua tham khảo, nhóm nhận thấy

đã có tài liệu tự học của các anh chị đi trước viết về chủ đề này, song vẫn còn hạn chế về

số lượng bài tập Vì vậy nhóm chúng em đã chọn viết lại chuyên đề nguyên tử theo một hướng khác Đó là hệ thống kiến thức cơ bản dưới dạng những sơ đồ tư duy kèm theo hình ảnh minh họa Tập hợp và phân loại bài tập, đi sâu tìm hiểu các dạng bài tập thường xuất hiện trong các đề thi học sinh giỏi, đặc biệt là HSG Quốc gia và Olympic Quốc tế với

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Áp dụng sơ đồ tư duy cho việc hệ thống lại các kiến thức giúp dễ dàng nhớ và khắc sâu hơn

- Nghiên cứu, tham khảo các tài liệu từ các tác giả có uy tín, có kinh nghiệm

- Đưa ra các dạng bài tập tiêu biểu để minh họa sau đó có bài tập tương tự

- Trao đổi, học hỏi từ các thầy cô, bạn bè nhiều nơi

- Dùng hình ảnh trực quan sinh động để mô tả

- Tổng hợp, phân tích, đề xuất nhiều phương pháp giải cho cùng một bài tập và lựa chọn cách hay, phù hợp nhất với học sinh

1.4 NƠI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI – THỜI GIAN VÀ TIẾN ĐỘ NGHIÊN CỨU

Nơi thực hiện: Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng

Thời gian thực hiện đề tài: Từ 9/2015 – 3/2016

- Hoàn chỉnh đề cương, trình bày với giáo viên hướng dẫn

- Tiếp tục hoàn thiện đề tài

- Báo cáo đề cương chi tiết (17/11/2015)

Giai đoạn 3 (tháng 11/2015 – đến HK II)

- Hoàn thiện chuyên đề, trình bài với giáo viên hướng dẫn

- Báo cáo chuyên đề

––––––––––––

2/ TÓM TẮT LÝ THUYẾT NGUYÊN TỬ: Cấu tạo nguyên tử – Cấu tạo vỏ nguyên

tử – Cấu tạo hạt nhân và các phản ứng hạt nhân – Hóa học phóng xạ

2.1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

Nguyên tử (Atom) là hạt vi mô trung hòa về điện, đại diện cho nguyên tố hóa học và

không bị chia nhỏ trong phản ứng hóa học

2.1.1 Thành phần – Kích thước – Khối lượng

- Gồm các hạt proton và neutron Proton và neutron được gọi chung là các hạch tử (nucleon)

- Mỗi nguyên tố có số lượng proton riêng biệt trong hạt nhân nguyên tử của nguyên tố đó

Đó là đặc điểm để phân biệt các loại nguyên tố khác nhau

- Hầu hết khối lượng của nguyên tử tập trung ở hạt nhân

- Trong nguyên tử ta luôn có:

Vỏ nguyên tử:

Hình 3 Sự chuyển động cơ bản của electron xung quanh hạt nhân theo mô hình nguyên tử

Bohr

- Vỏ nguyên tử mang điện tích âm

- Gồm các hạt electron chuyển động không theo quỹ đạo xung quanh hạt nhân

- Khối lượng của electron là rất bé, xấp xỉ 1

1840 lần khối lượng proton

2.1.1.2 Kích thước và khối lượng

- Đường kính hạt nhân là 10-14 m

- Đường kính nguyên tử là 10-10 m (gấp 104 lần đường kính hạt nhân)

Đơn vị Cacbon là đơn vị quy ước để đo khối lượng nguyên tử, khối lượng phân tử và khối

lượng các hạt cơ bản Kí hiệu: đvC, u hay amu (atomic mass unit)

1 đvC = 121 khối lượng nguyên tử Cacbon = 19,92.10−24

12 = 1,66.10-24 g

𝑍 = ∑ 𝑝 = ∑ 𝑒 = điện tích hạt nhân = số đơn vị điện tích hạt nhân

Hạt Đường kính hạt Khối lượng hạt

Nhân

Proton (p) 10−15 m 1,6726.10-27 kg ≈ 1u Neutron (n) 10−15 m 1,6750.10-27 kg ≈ 1u

Vỏ Electron (e) 10−15 m 9,1095.10-31 kg ≈ 18361 u

Hình 4 Kích thước của các tiểu phân

Khối lượng của nguyên tử được xác định bởi công thức:

Hoặc tương đối khối lượng nguyên tử được xác định bởi công thức:

Khối lượng nguyên tử trung bình của các nguyên tố hóa học là khối lượng nguyên tử

trung bình của hỗn hợp các đồng vị có tính đến tỉ lệ phần trăm của mỗi đồng vị

M̅ : khối lượng nguyên tử trung bình

A: khối lượng của đồng vị thứ nhất, a: tỉ lệ phần trăm của đồng vị thứ nhất

B: khối lượng của đồng vị thứ hai, b: tỉ lệ phần trăm của đồng vị thứ hai

∑ 𝑚𝑛𝑔𝑢𝑦ê𝑛 𝑡ử = ∑ 𝑚𝑝 + ∑ 𝑚𝑛+ ∑ 𝑚𝑒

∑ 𝑚𝑛𝑔𝑢𝑦ê𝑛 𝑡ử(𝑢) ≈ 𝐴 = 𝑍 + 𝑁(𝑛)

M̅ = 𝑎𝐴 + 𝑏𝐵 + ⋯

100

2.1.2 Nguyên tố hóa học – Đồng vị

Đồng vị (Isotopes) là những dạng nguyên tử khác nhau của cùng một nguyên tố mà

hạt nhân nguyên tử của chúng tuy có cùng số proton song lại khác nhau về số nơtron do

đó số khối của chúng khác nhau

Hình 5 Các đồng vị của nguyên tố Cacbon

Hầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của các đồng vị nên nguyên tố hóa học

được định nghĩa lại như sau: Nguyên tố hóa học (Chemical Elements) là tập hợp các

nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân

Sơ đồ tư duy 1 Tóm tắt về cấu tạo nguyên tử

2.2 CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ

2.2.2 Cấu tạo vỏ nguyên tử

2.2.2.1 Lớp, phân lớp, obitan nguyên tử

Lớp

- Trong nguyên tử, các electron được sắp sếp thành từng lớp, các lớp được sắp xếp

từ gần hạt nhân ra ngoài Các electron trên cùng một lớp năng lượng gần bằng nhau

- Năng lượng của electron ở lớp trong thấp hơn năng lượng electron ở lớp ngoài.Vì vậy, năng lượng của electron chủ yếu phụ thuộc vào số thứ tự của lớp

- Lớp K(n=1) là lớp gần hạt nhân nhất Năng lượng của electron trên lớp này là thấp nhất Sự liên kết giữa electron trên lớp này với hạt nhân là bền chặt nhất

c    v

- Thứ tự các lớp electron được ghi bằng các số nguyên n=1,2,3, ,7 và các chữ cái tương ứng K, L, M, N, O, P, Q,…

- Số electron tối đa trong lớp thứ n là 2n 2 electron

Phân lớp

- Mỗi lớp electron chia thành các phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái viết

thường: s,p,d,f

- Các electron trên cùng một phân lớp có năng lượng bằng nhau

- Số phân lớp trong mỗi lớp bằng số thứ tự của lớp đó

Lớp thứ nhất (lớp K) có 1 phân lớp, đó là phân lớp 1s Lớp thứ hai (lớp L) có 2 phân lớp, đó là các phân lớp 2s và 2p Lớp thứ ba (lớp M) có 3 phân lớp, đó là các phân lớp 3s,3p và 3d Lớp thứ tư (lớp N) có 4 phân lớp, đó là các phân lớp 4s,4p,4d và 4f Lớp thứ n có n phân lớp electron

- Tuy nhiên, trên thực tế với hơn 110 nguyên tố đã biết, chỉ có số electron điền vào bốn phân lớp s,p,d,f

- Các electron ở phân lớp s được gọi là các electron s, ở phân lớp p được gọi là các electron p,

Obitan nguyên tử

- Obitan nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt

(xác suất tìm thấy) electron khoảng 90%

Hình 7 Hình dạng của một số Obitan nguyên tử

- Phân lớp s: Chỉ có 1 obitan, có đối xứng cầu trong không gian

- Phân lớp p: Có 3 obitan px,py,pz định hướng theo các trục x,y,z

- Phân lớp d: Có 5 obitan, định hướng khác nhau trong không gian

- Phân lớp f: Có 7 obitan, cũng định hướng khác nhau trong không gian

Như vậy : Số obitan trong các phân lớp s,p,d,f tương ứng là các số lẻ : 1,3,5,7

- Số obitan trong lớp electron thứ n là n 2 obitan :

- Lớp K (n=1) có 12=1 obitan, đó là obitan 1s

- Lớp L (n=2) có 22=4 obitan, gồm 1 obitan 2s và 3 obitan 2p

- Lớp M (n=3) có 32=9 obitan, gồm 1 obitan 3s và 3 obitan 3p và 5 obitan 3d

- Lớp N (n=4) có 42=16 obitan, gồm 1 obitan 4s, 3 obitan 4p, 5 obitan 4d và 7

obitan 4f

2.2.2.2 Các số lượng tử

Số lượng tử chính n

- Có thể nhận giá trị nguyên dương = 1, 2, 3,…

- Số lượng tử chính quy định mức năng lượng của một electron

- Năng lượng của một electron phụ thuộc chủ yếu vào giá trị của n (số thứ tự của

lớp electron) vì vậy n được gọi là số lượng tử chính

- n có giá trị càng lớn, electron có mức năng lượng càng cao và liên kết với hạt nhân

Số lượng tử momen góc orbitan 𝒍 :

- Có thể nhận giá trị nguyên từ 0 đến (n – 1), nghĩa là tổng cộng n giá trị

- Số lượng tử obitan 𝑙 quy định hình dạng obitan hay kiểu obitan

- Obitan s có dạng hình cầu, obitan p có dạng số 8 nổi, obitan d và f có dạng phức tạp hơn

- Mỗi giá trị của 𝑙 ứng với một kiểu obitan

𝑙 = 1 ………… phân mức p ……… obitan p

𝑙 = 2 ………… phân mức d ……… obitan d

𝑙 = 3 ………… phân mức f ……… obitan f…

Ở lớp thứ nhất n = 1, 𝑙 có 1 kiểu obitan : obitan s

Ở lớp thứ nhất n = 2, 𝑙 có 2 kiểu obitan : obitan s và obitan p

Ở lớp thứ nhất n = 3, 𝑙 có 3 kiểu obitan : obitan s, p và d

Ở lớp thứ nhất n = 3, 𝑙 có 3 kiểu obitan : obitan s, p, d và f

Số lượng tử từ 𝒎𝒍

- Có thể nhận các giá trị từ - 𝑙 đến + 𝑙 kể cả giá trị 0, gồm (2𝑙 + 1) giá trị

- Số lượng tử từ xác định sự định hướng của các obitan trong không gian Mỗi

giá trị m ứng với một obitan

- Mỗi obitan được đặc trưng bởi một tổ hợp ba số lượng tử n, 𝑙, m

𝑙 = 3 ; 𝑚𝑙 = -3 ;-2 ;-1 ;0 ;+1 ;+2 ;+3 có bảy giá trị 𝑚𝑙 tức là bảy orbitan f

Số lượng tử spin electron 𝒎𝒔 :

- Có thể nhận một trong hai giá trị bằng +1/2 hay -1/2

- Tóm lại, trạng thái của một electron trong nguyên tử được đặc trưng bằng một bộ bốn số lượng tử

2.2.2.3 Cấu hình electron và nguyên tắc viết cấu hình electron

Cấu hình electron nguyên tử

- Cấu hình electron nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau

Quy ước cách viết cấu hình electron nguyên tử:

Kí hiệu S p d f …

- Số thứ tự lớp electron được viết bằng các chữ số (1, 2, 3,…)

- Phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái thường (s, p, d, f)

- Số electron được ghi bằng chỉ số ở phía trên, bên phải của phân lớp

Nguyên tắc viết cấu hình electron

- Xác định số electron của nguyên tử

- Các electron được phân bố theo thứ tự tăng dần các mức năng lượng AO, theo các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong nguyên tử (đối với các nguyên tử không có phân lớp d hoặc f thì thứ tự tăng dần mức năng lượng trùng với cấu hình electron)

- Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự các lớp electron

1s22s22p63s23p63d54s2 hoặc viết gọn là [Ar]3d54s2

([Ar] là cấu hình electrong nguyên tử của nguyên tố argon, là khí hiếm gần nhất đứng trước Mn.)

để làm bền phân lớp này

Bán bão hòa gấp Bão hòa gấp

Thực tế: 1s22s22p63s23p63d104s1 (do hiện tượng “bão hòa gấp”)

3 Cấu hình electron còn mở rộng cho cả ion, khi đó để viết cấu hình electron của ion,

ta phải xuất từ cấu hình electron của nguyên tử, bằng cách bớt đi (cation) hoặc cộng thêm (anion) số electron đúng bằng điện tích của ion

Thí dụ: + Cl (Z = 17): 1s22s22p63s23p5 → Cl-: 1s22s22p63s23p6

+ Fe (Z = 26): 1s22s22p63s23p63d64s2 → Fe3+: 1s22s22p63s23p63d5

2.2.2.4 Đặc điểm electron lớp ngoài cùng

- Các electron lớp ngoài cùng quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố

- Trong nguyên tử, số electron tối đa lớp ngoài cùng là 8 electron Các nguyên tử có

8 electron lớp cùng đều rất bền vững, chúng hầu như không tham gia vào các phản ứng hóa học Đó là các khí hiếm (trừ He có số electron lớp ngoài cùng là 2)

+ Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử kim loại (trừ

H, He, và B)

+ Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng thường là các nguyên tử phi kim

Sơ đồ tư duy 2 Tóm tắt cấu tạo vỏ nguyên tử

2.3 CẤU TẠO HẠT NHÂN – CÁC PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

2.3.1 Độ bền của hạt nhân – Độ hụt khối – Năng lượng liên kết

Độ bền của hạt nhân

- Các proton cùng mang điện tích dương và ở rất gần nhau, do đó lực đẩy giữa

chúng là rất mạnh Ngoài lực đẩy giữa các hạt proton với nhau, giữa các hạt proton với

nơtron và giữa các nơtron với nhau còn tồn tại một loại lực là lực hút khoảng cách ngắn

Nếu lực đẩy lớn hơn lực hút, hạt nhân sẽ không bền và phân rã, đồng thời phát các bức xạ Nếu lực hút trội hơn, hạt nhân sẽ bền vững

- Độ bền được xác định bởi công thức :

- Nguyên tử có 2, 8, 20, 50, 82 hay 126 proton hoặc nơtron thường bền hơn

- Nguyên tử có số chẵn cả proton lẫn nơtron thường bền hơn

- Kể từ Poloni (Z=84) trở đi nguyên tố đều có tính phóng xạ

Số proton Số nơtron Số lượng các đồng vị bền

- Độ hụt khối (độ hao hụt khối lượng) là sự chênh lệch khối lượng của nucleon với

khối lượng đo được của hạt nhân

- Độ hụt khối được xác định bởi công thức:

- Nguyên nhân là do các hạt nucleon ở trạng thái riêng rẽ thì không bền, khi kết hợp

lại thành hạt nhân nguyên tử bền thì giải phóng năng lượng ra bên ngoài dẫn đến sự hao hụt về khối lượng

Năng lượng liên kết hạt nhân

1 ≤ 𝑁

𝑃 ≤ 1,5

∆𝑚 = [Z.mp + (A-Z)mn] – m

- Năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng cần tiêu tốn để phá vỡ hạt nhân

nguyên tử thành các proton và notron

- Độ bền của hạt nhân nguyên tử là đại lượng năng lượng liên kết hạt nhân

c là tốc độ ánh sáng (c ≈ 3.108 m/s)

∆𝑚 là độ hụt khối (kg)

∆𝐸 là năng lượng được giải phóng (J); đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân nên được

gọi là năng lượng liên kết (E lk )

(1 MeV = 1,602.10-13 J; 1 u = 931,5 MeV = 1,492.10-10 J)

- Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, được xác định

bởi công thức:

Elk là năng lượng liên kết của hạt nhân

A là số khối của nguyên tử

2.3.2 Phản ứng hạt nhân

2.3.2.1 Phản ứng hạt nhân và phản ứng hóa học

Phản ứng hạt nhân Phản ứng hóa học

Thay đổi phần hạt nhân nguyên tử

Biến nguyên tố này thành nguyên tố khác

Chỉ có lớp vỏ electron thay đổi (thêm, bớt, góp chung electron)

Không thay đổi hạt nhân

Sự biến đổi năng lượng rất lớn Sự biến đổi năng lượng không nhiều bằng

phản ứng hạt nhân

Bảo toàn số nguyên tử và bảo toàn nguyên

tố

Bảo toàn số nucleon (bảo toàn số khối)

Bảo toàn điện tích (số hiệu nguyên tử)

2.3.2.2 Các kiểu phân rã hạt nhân

Sự phân rã tự nhiên: là hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát

ra các tia phóng xạ và biến đổi thành các hạt nhân khác

∆𝐸 = ∆𝑚 𝑐2

E = ElkA

𝑅𝑎 → 22286𝑅𝑛+ 𝐻𝑒24 88

226Hạt nhân của Radi tự phân rã ra hạt α

Sự phân rã nhân tạo:

- Theo thí ngiệm của Rutherford thì một nguyên tố này có thể biến thành một nguyên tố

khác bằng phương pháp nhân tạo

𝑁 7

72

𝑆𝑟 + 𝑋𝑒 + 3 𝑛01

54

153 38

80

𝐾𝑟 + 𝐵𝑎 + 3 𝑛01

56

139 36

94 92

235 0

1

Sự tổng hợp hạt nhân: là quá trình kết hợp các hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng

hơn

𝐻1

1 + 12𝐻 → 𝐻𝑒23𝐻𝑒

2

3 + 23𝐻𝑒 → 𝐻𝑒24 + 211𝐻𝐻

- Khả năng đâm thấu kém, khả năng ion hóa mạnh

- Hạt 𝛼 là hạt nhân của nguyên tử He ( 𝐻𝑒24 ) gồm hai proton, 2 nơtron và 0 electron

- Khi nguyên tử mất đi một hạt 𝛼 thì số khối giảm đi bốn đơn vị, số hiệu nguyên tử giảm hai đơn vị Ta thu được nguyên tố đứng trước nguyên tố ban đầu hai ô trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học

- Phóng xạ kiểu 𝛼 thường xảy ra chủ yếu ở các nguyên tố thuộc vùng không bền sau bismuth (Z >83) trong hệ thống tuần hoàn

𝑋𝑍

𝐴 →24𝐻𝑒+𝐴−4𝑍−2𝑌

Ví dụ: 23892𝑈→23490𝑇ℎ+24𝐻𝑒

Hình 6 Hạt nhân của 23592𝑈 phóng xạ 𝛼

- Phóng xạ kiểu β- (electron, e-):

- Hạt nhân không bền do thiếu proton,hạt nhân này có thể chuyển nơtron của nó thành proton, và phóng ra một hạt electron năng lượng cao cùng một phản nơtrino (hoặc positron)

- Số hiệu nguyên tử Z tăng 1 đơn vị, số khối A không đổi.Nguyên tố thu được đứng sau nguyên tố ban đầu một ô trong hệ thống tuần hoàn

- Nguyên tử thu được có số điện tích hạt nhân giảm 1 đơn vị, số khối không đổi,

nguyên tố đó đứng trước nguyên tố ban đầu một ô trong hệ thống tuần hoàn

𝑋𝑍

𝐴 + 𝑒−10 -→ 𝑍−1𝐴𝑌 + v

Ví dụ: 23192𝑈 + 𝑒−10 -→ 23191𝑃𝑎 + v

-Phóng xạ kiểu gamma ( 𝜸):

- Phóng ra những photon có năng lượng rất lớn,thường kèm theo các dạng phóng xạ khác Số hiệu nguyên tử Z cũng như số khối A không đổi

- Định luật phân rã phóng xạ: Giả sử chọn một thời điểm xác định nào đó làm

thời điểm ban đầu t=0, khối lượng chất phóng xạ là m0 và số hạt nhân là N0 Trong quá trình phân rã phóng xạ, số hạt nhân đó sẽ giảm theo thời gian

- Chu kì bán rã t 1/2 của chất phóng xạ (Half-life) là thời gian để một nửa số hạt

nhân hiện có bị phân rã, biến thành hạt nhân khác.Chu kì bán rã t1/2 được xác định theo công thức:

m=m0e-kt

- Độ phóng xạ A tỉ lệ với số hạt nhân phóng xạ N theo công thức:

Phản ứng phân chia hạt nhân:

- Sự phân chia hạt nhân (hay nổ hạt nhân) là sự phá vỡ các hạt nhân nặng thành

các hạt nhân nhẹ hơn, với số hiệu nguyên tử Z thay đổi rất nhiều

Ví dụ:

- Khi một hạt nơtron chậm va đập vào một nguyên tử uran 23592𝑈 thì hạt nhân uran vỡ thành hai mảnh nhỏ hơn khối lượng gần bằng nhau cùng với hai hay ba hạt nơtron mới

- Trong những điều kiện thích hợp,các nơtron mới tiếp tục bắn phá các nguyên

tử uran khác và xảy ra phản ứng dây chuyền phân hạch kèm theo sự phát ra một mức năng

lượng rất lớn

A0 = k.N0

ln𝐴A0 = -kt

23592𝑈+ 𝑛01 → 14156𝐵𝑎+ 𝐾𝑟3692 + 3 𝑛01 +2.1010kJ.mol-1

Hình 7 Sự phân rã của hạt nhân 23592𝑈

- Điều kiện để xảy ra phản ứng dây chuyền là: Khối lượng tối thiểu để duy trì

phản ứng dây chuyền (khối lượng tới hạn), nếu khối lượng nhỏ hơn khối lượng tới hạn thì phản ứng dây chuyền sẽ không xảy ra.Ngoài ra còn phụ thuộc vào kích thước và khối lượng của khối uran

⇒ Phản ứng phân hạch trên dùng để chế tạo bom nguyên tử (bom A)

Phản ứng tổng hợp hạt nhân (phản ứng nhiệt hạt nhân hay nhiệt hạch):

- Trái ngược với quá trình phân chia hạt nhân, quá trình tổng hợp hạt nhân là kết hợp các hạt nhân nhỏ thành các hạt nhân lớn hơn

- Phản ứng tổng hợp hạt nhân chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao và tỏa ra một năng lượng khổng lồ

- Sự tổng hợp hạt nhân xảy ra thường xuyên trên mặt trời:

- Phản ứng tổng hợp hạt nhân dùng để sản xuất bom hidro (bom H),sản xuất năng lượng nhiệt hạch.Tuy nhiên việc sản xuất năng lượng nhiệt hạch đang còn gặp nhiều trở ngại kĩ thuật khó vượt qua: nhiệt độ xảy ra phản ứng quá cao (khoảng 100 triệu độ bách phân), ở nhiệt độ này phân tử không tồn tại,phần lớn các nguyên tử cũng mất hết lớp vỏ electron…

Năng lượng nguyên tử:

- Năng lượng nguyên tử (năng lượng hạt nhân) là một loại công nghệ hạt nhân

được thiết kế để tách năng lượng hữu ích từ hạt nhân nguyên tử thông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm soát

- Có ba kiểu lò phản ứng hạt nhân: lò phản ứng nước nặng, lò phản ứng nước nhẹ,

Sơ đồ tư duy 3 Tóm tắt về hạt nhân và phản ứng hạt nhân

∆E =∆m.c2

2.4 HÓA HỌC PHÓNG XẠ

2.4.1 Năng lượng học của phân rã phóng xạ và phản ứng hạt nhân

- Một nguyên tử A chuyển hoá thành nguyên tử B phát ra một hạt x và giải phóng năng lượng ∆E biểu diễn bằng phương trình:

mA, mB, mX là khối lượng của các hạt nhân (kg)

Dựa vào công thức của Einstein, ∆E được xác định bởi công thức:

Năng lượng ∆E của phân rã 𝜶

m1, m2, ma lần lượt là khối lượng của hạt nhân mẹ, con, hạt 𝛼

Năng lượng của sự phân rã 𝜷-

m1, m2, me lần lượt là khối lượng của hạt nhân mẹ, con và electron

Năng lượng của sự phân rã 𝜷+

- Số hạt nhân nguyên tử còn lại sau thời gian t được xác định bởi công thức:

N là số nguyên tử của nuclit phóng xạ đang khảo sát

k là hằng số tốc độ phân rã

No là số nguyên tử của nuclit phóng xạ ở thời điểm t=0

- Chu kì bán rã (t1/2) là thời gian cần để một nửa lượng chất ban đầu bị phân rã (N =

N0/2)

2.4.3 Cân bằng phóng xạ

- Khái niệm cân bằng phóng xạ về thực chất không đồng nhất với khái niệm cân bằng hoá học Khảo sát trường hợp quan trọng và thường gặp trong hoá phóng xạ, ở đó một đồng vị mẹ phân rã thành đồng vị con, rồi đồng vị con này lại phân rã tiếp tục Những biến đổi như vậy được biểu diễn bằng sơ đồ:

Nuclit 1→ Nuclit 2→Nuclit 3 (2.1)

- Tốc độ tích luỹ nuclit con (2) là hiệu giữa tốc độ hình thành đồng vị này do sự phân rã của nuclit mẹ (1) và tốc độ phân rã của con:

Ne

eN

1 2

1 2

N=Noe-kt

t1/2 = ln(2) /k

1 e  (2.26) e

N

1 2

1 2

e   (2.28)

và (2.27) trở thành:

(2.29) N

1 2

1

2  



Nghĩa là:

(2.30) const

N

N

1 2

1 1

(2) 2>1 nghĩa là thời gian bán huỷ của nuclit mẹ t1/2 (1) tuy lớn so với thời gian bán huỷ của nuclit con t1/2 (2) nhưng tốc độ phân rã của mẹ cũng không thể bỏ qua Đó là trường hợp cân bằng tạm thời

(3) 2<1 nghĩa là thời gian bán huỷ của nuclit mẹ t1/2 (1) nhỏ hơn so với thời gian bán huỷ của nuclit con t1/2(2), khi ấy không thể rút gọn (2.27) thành (2.29) và (2.30), hệ không thể

đi đến trạng thái cân bằng phóng xạ

(4) Và cuối cùng là trường hợp 2 ≈ 1 nghĩa là t1/2 (1) ≈ t1/2 (2)

3/ CÁC DẠNG BÀI TẬP

3.1 CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

3.1.1 Bài tập xác định số lượng các loại hạt (p, n ,e) và xác định nguyên tử

Sơ đồ giải chung

Xử lí dữ kiện đề bài (cấu hình electron; tổng các loại hạt; hiệu các loại hạt; chênh lệch số

lượng giữa các loại hạt; khối lượng chất phản ứng…) → Lập những biểu thức, biến đổi số

liệu (giải hệ phương trình; dùng phương pháp thế; biện luận; chặn giá trị…) → Xác định

số lượng mỗi loại hạt (e; p; n) → Tên nguyên tố và vị trí trong bảng tuần hoàn → Dựa vào

các dữ kiện còn lại → Tính những đại lượng đề bài yêu cầu (Xác định công thức hóa học

của hợp chất, ion; khối lượng của nguyên tố đó khi tham gia phản ứng hóa học; xác định

bộ bốn số lượng tử…)

Bài 1 Hợp chất Y được tạo từ các ion đơn nguyên tử, đều có cấu hình electron nguyên tử

là 1s22s22p63s23p6 và giá trị tuyệt đối điện tích của các ion đều ≤ 2 Trong một phân tử Y

có tổng số hạt cơ bản (proton, nơtron, electron) bằng 164 Biện luận để xác định tên của

các nguyên tố tạo thành Y và vị trí của các nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn

(Trích đề thi đề xuất của trường THPT Chuyên Tuyên Quang - Trại hè Hùng Vương năm

2014 - 2015)

Giải

- Các ion có cấu hình electron: 1s22s22p63s23p6 => Các ion đều có 18electron

- Đặt số ion tạo nên Y là a ta có: số e = số p = 18a => Số n = 164 – 36a

- Nếu Y là M2X:

M : [Ar]4s1 ; M là Kali, chu kì 4, nhóm IA

X: [Ne]3s23p4 ; X là lưu huỳnh, chu kì 3, nhóm VIA

- Nếu Y là MX2:

M : [Ar]4s2 ; M là canxi, chu kì 4, nhóm IIA

X: [Ne]3s23p5 ; X là clo, chu kì 3, nhóm VIIA

Bài 2 Hợp chất A được tạo thành từ cation X+ và anion Y- phân tử A chứa 9 nguyên tử, gồm 3 nguyên tố phi kim tỉ lệ số nguyên tử của mỗi nguyên tố là 2 : 3 : 4 Tổng số proton trong A là 42 và trong ion Y- chứa 2 nguyên tố cùng chu kì và thuộc 2 phân nhóm chính liên tiếp Viết công thức hoá học và gọi tên A

(Trích bài 28/22 trong sách Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học 10 – Đào Hữu Vinh, Phạm Đức Bình)

Giải

Số Proton trung bình của 3 nguyên tố Z = 42

9 = 4,67

- Phải có một nguyên tố phi kim có Z < 4,67 chỉ có thể là H

- Hai phi kim còn lại có trong Y- ở 1 chu kì và hai phân nhóm chính liên tiếp nên số proton tương ứng là Z và Z + 1 (với Z nguyên dương)

* 3 + 2Z + 4(Z+1) = 42 => Z = 35

6 : loại

* 3 + 4Z + 2(Z + 1) = 42 => Z = 37

6 : loại + TH 3: A có 4 nguyên tử H

Bài 3 Tổng số hạt p, n, e trong nguyên tử nguyên tố A là 108 Hãy :

a Cho biết a thuộc chu kì nào trong bảng tuần hoàn ?

b Biết A ở nhóm V Xác định vị trí của A trong bảng tuần hoàn

c Tính % khối lượng của A trong oxit cao nhất

Giải

a Gọi Z, N, E lần lượt là số hạt proton, nơtron, electron trong nguyên tử của nguyên tố A

Ta có: Z + N + E = 108 mà Z = E nên 2Z + N = 108 => N = 108 – Z (1)

Mặt khác đối với các đồng vị bền thì Z ≤ N ≤ 1,52Z (2)

Thay (1) ào (2) ta có : 30,7 ≤ Z ≤ 36 Vậy Z nhận giá trị nguyên tử từ 31 đến 36

Vì bắt đầu chu kì 4 có Ztừ 19 đến 36 Vậy A thuộc chu kì 4

b Vì A thuộc nhóm V và có giá trị Z từ 31 đến 36 nên nguyên tố A thuộc nhóm A (phân nhóm chính) Cấu hình electron: 1𝑠22𝑠22𝑝63𝑠23𝑝63𝑑104𝑠24𝑝3

Suy ra Z = 33 (As)

c Oxit cao nhất của As là 𝐴𝑠2𝑂5

%As = 75.2.100

75.2+16.5 = 65,22%

Bài 4 Cho hai nguyên tố A, B cùng chu kì và thuộc 2 nhóm A kế tiếp nhau trong bảng

tuần hoàn và có tổng số điện tích hạt nhân là 51 Tính 𝑍𝐴, 𝑍𝐵

Giải

Giả sử 𝑍𝐵 > 𝑍𝐴

Theo đề bài ta có: 𝑍𝐴 + 𝑍𝐵 = 51 (1) => 𝑍̅ = 25,5 nên B thuộc chu kì lớn

Do B thuộc chu kì lớn nên A cũng thuộc chu kì lớn vì A, B ở cùng một chu kì

Vì A, B thuộc hai phân nhóm chính liên tiếp nên ta xét hai trường hợp sau:

- Trường hợp 1: 𝑍𝐵 - 𝑍𝐴 = 1 (2) Từ (1) và (2) giải tìm được:

𝑍𝐴 = 25 (Mn); 𝑍𝐵 = 26 (Fe) loại

- Trường hợp 2: 𝑍𝐵 - 𝑍𝐴 = 11 (3) Từ (1) và (3) giải tìm được:

𝑍𝐴 = 20 (Ca); 𝑍𝐵 = 31 (Ga) nhận

Bài 5 Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số proton và nơtron bé hơn 35, có tổng đại số số

oxi hoá dương cực đại và 2 lần số oxi hoá âm là -1

Vậy X thuộc nhóm V

Gọi P, N lần lượt là số hạt p, n

Mặt khác ta lại có: P + N < 35 và P ≤ N ≤ 1,52P => X thuộc chu kì 2 hoặc 3 là chu kì nhỏ,

do đó X thuộc nhóm VA Vậy X là N hoặc P

b Nếu thuộc chu kì 2: 1𝑠22𝑠22𝑝3 (N) => Chu kì 2, nhóm VA, ô 7

Nếu thuộc chu kì 3: 1𝑠22𝑠22𝑝63𝑠23𝑝3 (P) => Chu kì 3, nhóm VA, ô 15

Bài 6 Mỗi phân tử 𝑋𝑌3 có tổng các hạt proton, nơtron, electron bằng 196, trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang diện là 60, số hạt mang điện của X ít hơn của Y

là 76 Hãy xác định kí hiệu hoá học của X, Y và 𝑋𝑌3

6𝑍𝑌− 2𝑍𝑋 = 76

 𝑍𝑋 = 13, 𝑍𝑌 = 17

Vậy X là nhôm, Y là clo, 𝑋𝑌3 là 𝐴𝑙𝐶𝑙3

Bài 7 A, B, C, D, E, F là các hợp chất có oxi của nguyên tố X và khi tác dụng với NaOH

đều tạo ra chất Z và 𝐻2𝑂 X có tổng số hạt proton và nơtron bé hơn 35, có tổng đại số số oxi hoá dương cao nhất và 2 lần số oxi hoá âm là -1 Hãy lập luận để xác định các chất trên

và viết PTHH của phản ứng Biết rằng dung dịch A, B, C làm quỳ tím hoá đỏ, dung dịch E,

F phản ứng được với axit mạnh và bazơ mạnh

Giải

Có p + n < 35, n ≥ p => p < 17

=> X ở chu kì bé => X ở nhóm A

Gọi số oxi hoá dương cao nhất của X là x, số oxi hoá âm của X là y, ta có:

{𝑥 + 2(−𝑦) = −1𝑥 + 𝑦 = 8 => x = 5, y = 3 => X thuộc nhóm VA, X là N hoặc P

A, B, C là các axit vì chúng làm quỳ tím hoá đỏ

D, E, F tác dụng được với NaOH cho chất Z và 𝐻2𝑂 nên D, E, F là oxit hoặc muối axit

E, F tác dụng được với axit mạnh và bazơ mạnh nên E, F phản là muối axit

Từ những lập luận trên ta chọn X là photpho vì P tạo được muỗi axit A, B, C, D, E, F đều tác dụng với NaOH tạo ra Z và 𝐻2𝑂 nên P trong các hợp chất này P có số oxi hoá cao nhất như nhau và cao nhất là +5 Ta có :

A : 𝐻3𝑃𝑂4, B : 𝐻𝑃𝑂3, C : 𝐻4𝑃2𝑂7, D : 𝑃2𝑂5, E : 𝑁𝑎𝐻2𝑃𝑂4, F : 𝑁𝑎2𝐻𝑃𝑂4, Z: 𝑁𝑎3𝑃𝑂4PTHH:

𝐻3𝑃𝑂4 + 3NaOH → 𝑁𝑎3𝑃𝑂4 + 3𝐻2𝑂

𝐻𝑃𝑂3 + 3NaOH → 𝑁𝑎3𝑃𝑂4 + 2𝐻2𝑂

Bài 8 Cho 3 nguyên tố X, Y, Z ở cùng một chu kì có tổng số điện tích hạt nhân là 39 Số

hiệu nguyên tử của Y bằng trung bình cộng của X và Z Nguyên tử của 3 nguyên tố trên hầu như không phản ứng với nước ở điều kiện thường

a Xác định vị trí của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

b So sánh độ âm điện, bán kính nguyên tử của các nguyên tố trên

c So sánh tính bazơ của các hiđroxit của các nguyên tố đó

Giải

a Theo đề bài, ta có : 𝑍𝑋 + 𝑍𝑌 + 𝑍𝑍 = 39 (1) => 𝑍̅ = 13 và vì 3 nguyên tố nằm trong cùng

một chu kì nên 3 nguyên tố này đều thuộc chu kì 3

Mà 𝑍𝑌 = 𝑍𝑋+ 𝑍𝑍

2 (2) Từ (1) và (2) suy ra 𝑍𝑋+ 𝑍𝑍 = 26 (giả sử 𝑍𝑋 < 𝑍𝑍)

Mặt khác do 𝑍̅ = 13 nên 𝑍𝑋 < 13 Vậy nguyên tố đó chỉ có thể là Na hoặc Mg

Theo đề cho 3 nguyên tố trên không tác dụng với nước nên nguyên tố đó là Mg

𝑍𝑍 = 14 (Si) Vậy 𝑍𝑌 = 13 (Al)

𝑍𝑋 = 12, X : Mg : Cấu hình e : 1𝑠22𝑠22𝑝63𝑠2, ô 12, chu kì 2, nhóm IIA

𝑍𝑌 = 13, Y : Al : Cấu hình e : 1𝑠22𝑠22𝑝63𝑠23𝑝1, ô 13, chu kì 2, nhóm IIIA

𝑍𝑍 = 14, Z : Si : Cấu hình e : 1𝑠22𝑠22𝑝63𝑠23𝑝2, ô 14, chu kì 2, nhóm IVA

b So sánh độ âm điện, bán kính nguyên tử :

𝑀𝑔;𝐴𝑙;𝑆𝑖

→

Đi từ trái sang phải, độ âm điện tăng, bán kính giảm

c So sánh tính bazơ các hiđroxit của các nguyên tố đó :

𝑀𝑔(𝑂𝐻)2; 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3; 𝑆𝑖(𝑂𝐻)4

→ Tính bazơ giảm khi đi từ trái sang phải

Bài 9 X, Y, R, A, B theo thứ tự là 5 nguyên tố liên tiếp trong bảng tuần hoàn có tổng số

điện tích hạt nhân là 90 (X có điện tích hạt nhân nhỏ nhất)

a Xác định điện tích hạt nhân của X, Y, R, A, B Gọi tên các nguyên tố đó

b So sánh bán kính của 𝑋2− ; 𝑌−; R; 𝐴+; 𝐵2+ Giải thích

Giải

a Gọi Z là điện tích hạt nhân của X:

Suy ra điện tích hạt nhân của Y: Z + 1; R: Z + 2; A: Z + 3; B: Z + 4

Theo đề bài, ta có: Z + Z +1 + Z + 2 + Z + 3 + Z + 4 = 90 => Z = 16 (lưu huỳnh)

 Y : Z + 1 = 17 (clo); R: Z + 2 = 18 (argon); A: Z + 3 = 19 (kali); B: Z + 4 = 20 (canxi)

b Các ion trên đều có cấu hình như nhau : 1𝑠22𝑠22𝑝63𝑠23𝑝6 nhưng điện tích hạt nhân càng lớn thì bán kính càng nhỏ

Vậy : 𝑟𝑆2− > 𝑟𝐶𝑙− > 𝑟𝐴𝑟 > 𝑟𝐾+ > 𝑟𝐶𝑎2+

Bài 10 Hợp chất A được tạo thành từ cation 𝑋+ và anion 𝑌2− Mỗi anion đều có 5 nguyên

tử của 2 nguyên tố tạo nên Tổng số p trong 𝑋+ là 11, tổng số e trong 𝑌2− là 50 Xác định công thức phân tử và gọi tên A Biết hai nguyên tố trong 𝑌2− thuộc cùng một phân nhóm

và 2 chu kì kế tiếp

Giải

Xét cation 𝑋+

Gọi 𝑍̅ là số p trung bình trong một nguyên tử có trong 𝑋+: 𝑍̅ = 115 = 2,2

Vậy trong 𝑋+ phải có H

Gọi N là nguyên tố còn lại trong 𝑋+ (𝑁𝑛𝐻𝑚+) ta có :