Các dạng bài tập về nguyên tử Chương 1 Hóa học lớp 10 (Có hướng dẫn giải chi tiết): Lý thuyết về nguyên tử, bài tập về các hạt cơ bản trong nguyên tử, phân tử và ion. Bài toán về đồng vị, nguyên tử khối trung bình. Bài toán về kích thước nguyên tử, khối lượng nguyên tử. Bài toán về lớp vỏ nguyên tử, cấu hình electron...
Trang 1THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ
* Thành phần cấu tạo nguyên tử
đ.tích k/lượng Hạt nhân: proton (p): 1+ 1u (đvC) nơtron (n): 0 1u (đvC) Lớp vỏ: electron (e): 1- 5,5.10-4u
- Do me <<< nên khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân
- Do nguyên tử trung hoà về điện nên số p = e
* Điện tích và số khối của hạt nhân
Điện tích hạt nhân: 52+
Bài 2: Tổng số hạt trong nguyên tử R là 36, số hạt mang điện là 24 Tìm số p, n, e
và số điện tích hạt nhân của R?
Hướng dẫn:
Ta có: 2Z + N = 36
2Z = 24Giải ra được: Z = 12 => N = 12
Số p = số e = Z = 12
Số n = N = 12Điện tích hạt nhân: 12+
Bài 3: Nguyên tử X có tổng số hạt là 49, trong đó số hạt không mang điện bằng53,125% số hạt mang điện Tìm số khối và điện tích hạt nhân?
Hướng dẫn:
Ta có: 2Z + N = 49
N = 53,125%.2ZGiải ra được: Z = 16 => N = 17 => số khối A = 33
Trang 2Điện tích hạt nhân: 16+
Bài 4: Tổng số hạt proton, nơtron và electron trong một nguyên tử nguyên tố là
13 Xác định nguyên tử khối nguyên tố đó
Bài 5: Tổng số hạt trong nguyên tử R là 21 Tìm số p, n, e và số điện tích hạt nhâncủa R?
3 => 6 ≤ Z ≤ 7
Z = 6; N = 9 => A = 15 (không có nghiệm thực tế)
Z = 7; N = 7 => A = 14
Bài 6: Một nguyên tử X có tổng số hạt là 62 và có số khối nhỏ hơn 43 Tìm số p,
n và khối lượng mol nguyên tử?
Z = 18; N = 26 => A = 44 (loại)
Z = 19; N = 24 => A = 43 (loại)
Z = 20; N = 22 => A = 42
Bài 7: Viết kí hiệu của các nguyên tử A, B, E, F biết:
a Nguyên tử A có tổng số hạt cơ bản là 24, số hạt không mang điện chiếm33,33%?
b Nguyên tử B có tổng số hạt cơ bản là 34, số n nhiều hơn số p một hạt?
c Nguyên tử E có tổng số hạt cơ bản là 18, số hạt mang điện nhiều hơn số hạtkhông mang điện là 6 hạt?
d Nguyên tử F có số khối là 207, số hạt mang điện âm là 82?
Trang 4+ Nguyên tử (nhóm nguyên tử) mất electron tạo thành ion dương (cation)
+ Nguyên tử (nhóm nguyên tử) nhận electron tạo thành ion âm (anion)
Số đơn vị điện tích của ion = số e mất (nhận)
Trong ion dương: X – ne Xn+ => tổng số hạt là: 2Z + N – n
Trong ion âm: Y + me Ym- => tổng số hạt là: 2Z + N + m
Trong phân tử XaYb: tổng số hạt = a(2ZX + NX) + b(2ZY + NY)
Trong ion đa nguyên tử: (Vd NO3-, NH4+, SO42- )
Bài 11: Hợp chất MX3 có tổng số các hạt p, n, e của các nguyên tử là 196, trong đó
số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60 Nguyên tử khối của X lớnhơn của M là 8 Tổng 3 loại hạt trong ion X- nhiều hơn trong ion M3+ là 16 Xác định
Trang 5- Nguyên tử khối của X lớn hơn của M là 8:
Z2 + N2 – (Z1 + N1) = 8 (3)
- Tổng số hạt của X- nhiều hơn tổng số hạt của M3+ là 16
(2Z2 + N2 + 1) - (2Z1 + N1 - 3) = 16 (4)(1) + (2) => 4Z1 + 12Z2 = 256 => Z1 + 3Z2 = 64 (*)
(4) – (3) => Z2 – Z1 = 4 (**)
Giải hệ (*),(**) được: Z1 =13; N1 = 14 => MM = 27 => M là Al
Z2 = 17; N2 = 18 => MX = 35 => X là Cl
Bài 12: Hợp chất MX2 có đặc điểm như sau:
- Tổng số các hạt p, n, e của các nguyên tử là 140, trong đó số hạt khôngmang điện kém hơn số hạt mang điện là 44
- Nguyên tử khối của M nhỏ hơn của X là 11
- Tổng 3 loại hạt trong ion X- nhiều hơn trong ion M2+ là 19
Xác định công thức phân tử của MX2
(4) – (3) => Z2 – Z1 = 5
Giải hệ trên được: Z1 =12; N1 = 12 => M là Mg
Z2 = 17; N2 = 18 => X là ClCTPT là MgCl2
Bài 13: Cho một hợp chất ion A cấu tạo bởi ion M+ và X2- Trong một phân tử A cótổng số hạt p, n, e là 140 hạt, trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mangđiện là 44 hạt Số khối của ion M+ lớn hơn số khối của ion X2- là 23 Tổng số hạt p, n, etrong ion M+ nhiều hơn trong ion X2- là 31 hạt Viết CTPT hợp chất A
(4) – (3) => Z1 – Z2 = 8
Trang 6Giải hệ trên được: Z1 =19 => M là K
Z2 = 8 => X là OCTPT là K2O
Bài 14: Cho tổng số hạt p, n, e trong phân tử MX2 là 178 hạt, trong hạt nhân của M
số nơtron nhiều hơn số proton 4 hạt, còn trong hạt nhân của X số nơtron bằng sốproton Số proton trong hạt nhân của M nhiều hơn số proton trong hạt nhân của X là
Giải:
Gọi số p và số n của M và X lần lượt là ZM, NM, ZX, NX
- Trong hợp MX2 , M chiếm 46,67% về khối lượng
300(ZM + ZM + 4) = 140.( ZM + ZM + 4 + 2.(ZX + ZX))
15(ZM + ZM + 4) = 7.( ZM + ZM + 4 + 2.(ZX + ZX))
30ZM + 60 = 7.(2ZM + 4ZX + 4)
16ZM - `28ZX = -32Giải hệ (4), (1’) được: ZM = 26 => M l;à Fe
ZX = 16 => X là S
=> công thức hợp chất là FeS2
ĐS: FeS2
Trang 7Bài 16: Một hợp chất được tạo thành từ cation A2+ và anion B2- Trong phân tử AB
có tổng số hạt là 84, trong đó số hạt mang điện gấp 2 lần số hạt không mang điện.Tổng số hạt của A2+ ít hơn tổng số hạt của B2- là 16 Xác định nguyên tố A, B biết tỉ sốnguyên tử khối của A và B là 3 : 4
2Z1 + N1 – 2Z2 – (28 – N1) = - 12
2Z1 + 2N1 – 2Z2 = 16 (3’)7x(3’) - 2x(4’) 6Z1 – 8Z2 = - 56 (6)
Giải hệ (5), (6) được: Z1 = N1 = 12 => MA = 24 => A là Mg
Z2 = N2 = 16 => MB = 32 => B là S
Bài 17: Hợp chất A tạo thành từ các ion M+ và X2- Trong phân tử A có 140 hạt cácloại (p, n, e), trong đó số hạt mang điện bằng 65,714% tổng số hạt Số khối của M lớnhơn của X là 23 Xác định CTPT của hợp chất A
ĐS: Tìm được ZM + NM = 39 và ZX + NX = 16
CT của A: K2O
Bài 18: A là hợp chất ion được cấu tạo bởi cation M2+ và anion X- Trong nguyên
tử A, tổng số hạt p, n, e là 116, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt khôngmang điện là 36 Số electron trong ion M2+ nhiều hơn trong X- là 8 Xác định 2 nguyên
tố M và X
Bài 19: Trong mỗi phân tử XY3 có tổng số các hạt p, n, e là 196 ; trong đó số hạtmang điện nhiều hơn số hạt không mang điên là 60, số hạt mang điện của X ít hơn sốhạt mang điện của Y là 76 Xác định ký hiệu hóa học của X, Y và CTPT của XY3,
X2Y6
Trang 8Xác định nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình và phần trăm đồng vị
Phương pháp sơ đồ đường chéo
* Đối với nguyên tử khối đồng vị:
a% đồng vị A1 A2 - A
A => A A
A A b
b% đồng vị A2 A1 - A
Bài 1: Liti có 2 đồng vị: 7Li và 6Li Biết rằng 7Li chiếm 92,5% Xác định nguyên
tử khối trung bình của Liti
7−A => giải ra được A = 6,925
Bài 2: Nitơ có 2 đồng vị 14N và 15N Nguyên tử khối trung bình của nitơ là 14,01Tính thành phần % số nguyên tử mỗi đồng vị
7−A => giải ra được A = 6,925
Bài 3: Nguyên tử khối trung bình của antimon (Sb) là 121,76 Antimon có 2 đồng
vị Biết 12151Sb chiếm 62% Xác định đồng vị còn lại
Trang 9Cách 2: sử dụng sơ đồ đường chéo
1 17 18 16
x x x
x x
Bài 6: Magie có 2 đồng vị là X và Y Nguyên tử khối của X là 24 đồng vị Y hơn
X một nơtron Số nguyên tử X và Y tỉ lệ 3:2 Tính nguyên tử khối TB của magie
x x
x x
Trang 10Bài 8: Nguyên tố R có 3 đồng vị X, Y, Z Số khối của X bằng trung bình cộng sốkhối của Y và Z Hiệu số nơtron của Y và Z là 2 X có số hiệu nguyên tử là 38 và sốnơtron hơn số proton là 12 hạt.
= 1040 nguyên tử
Bài 9: Trong tự nhiên, nguyên tố clo có 2 đồng vị là 35Cl và 37Cl có phần trăm sốnguyên tử tương ứng là 75% và 25%; nguyên tố đồng có 2 đồng vị trong đó 63Cuchiếm 73% số nguyên tử Đồng và clo tạo được hợp chất CuCl2 trong đó phần trămkhối lượng Cu chiếm 47,228% Xác định đồng vị thứ 2 của đồng
Hướng dẫn:
NTK TB của Cl =
35 75+37.25
100 = 35,5Trong phân tử CuCl2
Bài 10: Khối lượng nguyên tử trung bình của clo là 35,5 Clo có 2 đồng vị là 35Cl
và 37Cl
a Hỏi có bao nhiêu % khối lượng của 35Cl chứa trong axit pecloric HClO4?
b Có bao nhiêu % về khối lượng của 37Cl chứa trong muối kali clorat KClO3 vàcanxi clorat Ca(ClO3)2?
Trang 11a) Tính nguyên tử khối trung bình của X, Y.
b) X có 2 đồng vị 65X chiếm 27% số nguyên tử Xác định đồng vị thứ 2 của X
=> đồng vị thứ 2 là 63X
Xác định các loại hợp chất tạo bởi các nguyên tố có các đồng vị khác nhau
Bài 1: Cho các đồng vị sau: 1939K, 1940K, 1941K , 1735Cl, 1737Cl Có bao nhiêu công thức
phân tử KCl được tạo thành từ các loại đồng vị trên
công thức phân tử nước được tạo thành từ các loại đồng vị trên?
Hướng dẫn
Trang 12công thức phân tử CO2 được tạo thành từ các loại đồng vị trên?
Bài 5: Khi điện phân nước, người ta xác định được là ứng với 1g hidro sẽ thuđược 7,936g oxi Hỏi một nguyên tử oxi có khối lượng nặng gấp bao nhiêu lần khốilượng của một nguyên tử hidro?
Hướng dẫn
Nước có công thức: H2O
H2O 2H + O
1 g 7,936 g
Khối lượng nguyên tử oxi nặng gấp 7,936.2 = 15,872 lần
Bài 6: Khi điện phân 87,66g muối ăn NaCl nóng chảy thu được 34,485 g natri kimloại Xác định nguyên tử khối của clo, biết nguyên tử khối của Na bằng 22,99 g/mol
Hướng dẫn
NaCl Na + Cl87,66g 34,485g
Khối lượng O = 22,52 – 2,52 = 20 g
MH = 1,008 g/mol => nH = 2,52/1,008 = 2,5 mol
nO = ½ nH = 1,25 mol
MO = mO/nO = 20/1,25 = 16,00
Trang 13BÀI TOÁN VỀ KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ
- Kích thước nguyên tử rất nhỏ => sử dụng đơn vị nm hoặc A o
1nm = 10-9 m
1 A o = 10-10 m
- Khối lượng nguyên tử rất nhỏ: sử dụng đơn vị u
1u = 1,6605.10-27 kg
- nguyên tử khối = khối lượng 1 mol nguyên tử
Khối lượng riêng của một chất: D = V
Hướng dẫn
Nguyên tử khối của Fe là 55,85 => 1 mol sắt có khối lượng 55,85 gam
Khối lượng riêng D = m/V => Thể tích của 1 mol tinh thể V = m/D
Thể tích thực của 1 mol nguyên tử =
Hướng dẫn
Nguyên tử khối của Au là 196,97 => 1 mol Au có khối lượng 196,97 gam
Khối lượng riêng D = m/V => Thể tích của 1 mol tinh thể V = m/D
Thể tích thực của 1 mol nguyên tử =
Trang 14b) Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng tập trung vào hạt nhân với bán kính r =2.10-15m Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử Zn.
a Tính khối lượng riêng của nguyên tử Al?
b Trong thực tế, thể tích thật chiếm bởi các nguyên tử chỉ 74% của tinh thể, cònlại là các khe trống Định khối lượng riêng đúng của Al
Bài 14: Nguyên tử vàng (Au) có bán kính và khối lượng mol lần lượt là 1,44A0 và197g/mol Hỏi các tinh thể vàng chiếm bao nhiêu % thể tích trong tinh thể, biết khốilượng riêng thực của Vàng là 19,36g/cm3?
Bài 15: Nguyên tử X có bán kính 1,28A0 và khối lượng riêng là 7,89 g/cm3 Biết rằngcác nguyên tử chỉ chiếm 74% thể tích, còn lại là các khe trống Tính khối lượng molnguyên tử của X?
Trang 15* Sự phân bố electron trong nguyên tử:
+ Nguyên lý vững bền: ở trạng thái cơ bản, các electron lần lượt chiếm các mức
năng lượng từ thấp đến cao
+ Trật tự các mức năng lượng: 1s, 2s, 2p, 3s 3p, 4s, 3d, 4p, 5s
7s 7p 7d 7f6s 6p 6d 6f5s 5p 5d 5f4s 4p 4d 4f3s 3p 3d2s 2p
1sCấu hình electron nguyên tử: là cách biểu hiện sự phân bố electron trên các phânlớp thuộc các lớp khác nhau
Nguyên tố s là nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp s
Nguyên tố p là nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp p
Nguyên tố d là nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp d
Nguyên tố f là nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp f
* Ảnh hưởng của số electron lớp ngoài cùng đến tính chất hoá học cơ bản của nguyên tố
- Nguyên tử có 1, 2 hoặc 3 electron lớp ngoài cùng là kim loại
- Nguyên tử có 5, 6 hoặc 7 electron lớp ngoài cùng là phi kim
- Nguyên tử có 4 electron lớp ngoài cùng có thể là kim loại hoặc phi kim
- Nguyên tử có 8 electron lớp ngoài cùng là khí hiếm
Trang 16Bài 1: Viết cấu hình electron và biểu diễn sự phân bố electron vào các ô lượng tửcác nguyên tử có Z = 9, 13, 15, 18, 20, 22, 24, 29, 30 Cho biết các nguyên tố đó lànguyên tố s, p, d hay f? Chúng là nguyên tố kim loại hay phi kim?
Giải:
Z = 9: 1s22s22p5 => nguyên tố p, là phi kim
Z = 13: 1s22s22p63s23p1 => nguyên tố p, là kim loại
Z = 15: 1s22s22p63s23p3 => nguyên tố p, là phi kim
Z = 18: 1s22s22p63s23p6 => nguyên tố p, là khí hiếm
Z = 20: 1s22s22p63s23p64s2 => nguyên tố s, là kim loại
Z = 22: 1s22s22p63s23p63d24s2 => nguyên tố d, là kim loại
Z = 24: 1s22s22p63s23p63d54s1 => nguyên tố d, là kim loại
Z = 29: 1s22s22p63s23p63d104s1 => nguyên tố d, là kim loại
Z = 30: 1s22s22p63s23p63d104s2 => nguyên tố d, là kim loại
Bài 2: Viết cấu hình e nguyên tử các nguyên tố có Z = 8; Z = 16; Z = 36; Z = 28
a Cho biết số e, số lớp e, số e lớp ngoài cùng?
b Cho biết các nguyên tố đó là kim loại hay phi kim?
Hướng dẫn
Z = 8: 1s22s22p4 => nguyên tố p, là phi kim
Z = 16: 1s22s22p63s23p4 => nguyên tố p, là phi kim
Z = 28: 1s22s22p63s23p63d84s2 => nguyên tố d, là kim loại
Z = 36: 1s22s22p63s23p63d104s24p6 => nguyên tố d, là kim loại
Bài 3: Hãy viết cấu hình e đầy đủ và cho biết số hiệu nguyên tử của các nguyên
tố có cấu hình e ngoài cùng như sau:
Trang 17Bài 5: Viết cấu hình electron nguyên tử các nguyên tố có lớp electron ngoài cùng
Bài 6: Nguyên tử Fe có Z = 26 Viết cấu hình electron của Fe Nếu nguyên tử Fe
bị mất 2 electron, mất 3 electron thì cấu hình electron tương ứng sẽ như thế nào?
Hướng dẫn
Fe (Z = 26): 1s22s22p63s23p63d64s2
Fe2+: 1s22s22p63s23p63d6
Fe3+: 1s22s22p63s23p63d5
Bài 7: Nguyên tố X, cation Y2+, anion Z- đều có cấu hình electron là 1s22s22p6 Z,
Y, Z là kim loại hay phi kim? Tại sao?
Bài 9: Một nguyên tố tạo được ion đơn nguyên tử mang 2 điện tích dương có tổng
số hạt trong ion đó bằng 80 Trong nguyên tử nguyên tố đó có số hạt mang điện nhiềuhơn số hạt không mang điện là 22 Viết cấu hình electron và xác định nguyên tố đó làkim loại hay phi kim?
Fe có 2 e lớp ngoài cùng => Fe là kim loại
Bài 10: Nguyên tử nguyên tố X có tổng số e trong phân lớp p là 7 Nguyên tửnguyên tố Y có tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt mang điện của X là 8.Viết cấu hình electron của X và Y
Trang 18=> 2ZY – 2ZX = 8
=> ZY = 17
=> cấu hình electron của X: 1s22s22p63s23p5
Bài 11: Nguyên tử nguyên tố X có tổng số e trong phân lớp p là 8 Nguyên tửnguyên tố Y có tổng số hạt mang điện nhỏ hơn tổng số hạt mang điện của X là 12 Viếtcấu hình electron của X và Y
Bài 12: Phân lớp electron ngoài cùng của 2 nguyên tử A và B lần lượt là 2p và 3s.Tổng số electron của 2 phân lớp bằng 6 và hiệu của chúng là 2 Viết cấu hìnhelectron của A và B
a Nguyên tố nào là kim loại, nguyên tố nào là phi kim?
b Tổng số electron của 2 phân lớp ngoài cùng là 7 Viết cấu hìnhelectron của A và B
Hướng dẫn:
a Gọi số electron ở 3p và 4s lần lượt là x (1 x 6) và y (1 y 2)
- Do A không phải là khí hiếm nên số electron lớp ngoài cùng (3s23px) < 8
=> 2 + x < 8 =< x < 6
A kim loại phi kim
- B có số electron lớp ngoài cùng (4sy) là y Do y 2 nên B là kim loại
Trang 19Bài 16: X là kim loại hóa trị II Cho 6,082 gam X tác dụng hết với dung dịch HCl
dư thu được 5,6 lít khí H2 ở đktc
a Tìm nguyên tử khối của X và cho biết tên của X?
b Viết cấu hình e của X?
Trang 20ÔN TẬP CHƯƠNG 1 Bài 1: Hãy xác định điện tích hạt nhân, số p, số e, số n của nguyên tử các nguyên tố
Giải hệ phương trình trên được: Z = 35; N = 45
=> điện tích hạt nhân của R: 35+
Bài 3: Tổng số hạt trong nguyên tử R là 76, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không
mang điện là 20 Tìm số p, n, e và số điện tích hạt nhân của R?
Hướng dẫn:
Nguyên tử R có tổng số hạt là 76 => 2Z + N = 76
số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 20 => 2Z - N = 20
Giải hệ phương trình trên được: Z = 24; N = 28
=> số p = số e = 24; số n = 28
điện tích hạt nhân của R: 24+
Bài 4: Tổng số hạt trong nguyên tử R là 21 Tìm số p, n, e và số điện tích hạt nhân của
=> Z = 6; N = 9 => A = 15
Hoặc: Z = 7; N = 7 => A = 14
Bài 5: Tổng số hạt trong nguyên tử R là 36, số hạt mang điện là 24 Tìm số p, n, e và
số điện tích hạt nhân của R?