Bài 6: Nguyên tử của một nguyên tố A có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 48, trong đó số hạt mang điện gấp hai lần số hạt không mang điện.. Tính số hạt mỗi loại.[r]
Trang 1- Bao gồm các electron mang điện tích âm
- Electron có điện tích: qe = –1,602.10–19 C = 1– Khối lượng electron là me = 9,1095.10–31 kg
2 Hạt nhân:
- Bao gồm các proton và các nơtron
- Proton có điện tích: qp = +1,602.10–19 C = 1+ Khối lượng proton là mp = 1,6726.10–27 kg
- Nơtron không có điện tích và có khối lượng: mn = 1,6748.10–27 kg
Kết luận: Nguyên tử trung hòa về điện, tổng số proton bằng tổng số electron Khối lượng của
electron rất nhỏ so với proton hoặc nơtron
II Điện tích và số khối hạt nhân
1 Điện tích hạt nhân
Nguyên tử có hạt nhân mang điện dương Điện tích hạt nhân là Z+, số đơn vị điện tích hạt nhân là Z Số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) = số proton = số electron
2 Số khối hạt nhân A = Z + N M
3 Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng số điện tích hạt nhân
Kí hiệu: A
ZX Trong đó A là số khối nguyên tử, Z là số hiệu nguyên tử
III Đồng vị, nguyên tử khối trung bình
1 Đồng vị là tập hợp các nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau số nơtron
Thí dụ: Nguyên tố cacbon có 3 đồng vị: 126C , 136C , 146C
2 Nguyên tử khối trung bình
Gọi A là nguyên tử khối trung bình của một nguyên tố A1, A2 là nguyên tử khối của các đồng vị có % số nguyên tử lần lượt là a%, b% Ta có:
a.A b.A
A
100
IV Sự chuyển động của electron trong nguyên tử - Obitan nguyên tử
Trong nguyên tử, các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân và không theo một quỹ đạo nào Khu vực xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt của electron
là lớn nhất được gọi là obitan nguyên tử Obitan s có dạng hình cầu, obitan p có dạng hình
số 8 nổi, obitan d, f có hình phức tạp
V Lớp và phân lớp
Trang 2- Các electron trong nguyên tử được sắp xếp thành lớp và phân lớp Các electron trong cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau Thứ tự và kí hiệu lớp được đánh số từ n = 1 và bắt đầu bằng chữ cái K
- Có 4 loại phân lớp được kí hiệu là: s, p, d, f Số phân lớp trong một lớp bằng số thứ tự của lớp Số obitan có trong các phân lớp s, p, d, f lần lượt là 1, 3, 5 và 7 Mỗi obitan chứa tối đa 2 electron
VI Cấu hình electron trong nguyên tử
1 Mức năng lượng
- Trật tự mức năng lượng: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s
- Sự phân bố electron trong nguyên tử tuân theo các nguyên lí và quy tắc: Nguyên lí Pau–li, nguyên lí vững bền, quy tắc Hun
2 Cấu hình electron
Sự phân bố các electron vào obitan trong nguyên tử tuân theo các quy tắc và nguyên lí:
a Nguyên lí Pauli: Trên một obitan có thể có nhiều nhất hai electron và hai electron này
chuyển động tự quay khác chiều nhau
b Nguyên lí vững bền: ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron chiếm lần lượt
những obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao
c Quy tắc Hun: Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên obitan sao cho
số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau Thí dụ: Viết cấu hình electron của Fe (Z = 26)
Sắp xếp theo mức năng lượng cho đủ số electron: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 Viết lại cấu hình: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Trang 3Bài 1 Nguyên tử khối của neon là 20,179 Hãy tính khối lượng của một nguyên tử neon theo
kg
Bài 2 Biết rằng khối lượng một nguyên tử oxi nặng gấp 15,842 lần và khối lượng của nguyên tử cacbon 12C nặng gấp 11,9059 lần khối lượng của nguyên tử hiđro Hỏi nếu chọn 1/12 khối lượng nguyên tử cacbon 12C làm đơn vị thì H, O có nguyên tử khối là bao nhiêu?
Bài 3: a 56g sắt chứa bao nhiêu hạt proton, hạt notron, hạt electron Biết một nguyên tử sắt gồm 26 hạt proton, 30 hạt notron, 26 hạt electron b Trong 1kg sắt có bao nhiêu gam electron? c Bao nhiêu Kg sắt chứa 1kg electron?
Trang 4
Bài 4: Tính bán kính gần đúng của Fe ở 200C, biết ở nhiệt độ đó khối lượng riêng của sắt là 7,87g/cm3 với giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Fe là những quả cầu chiếm 75% thể tích tinh thể Phần còn lại là khe rỗng giữa các quả cầu Cho khối lượng nguyên tử của Fe là 55,85
Bài 5: Tính bán kính gần đúng của Au ở 200C, biết ở nhiệt độ đó khối lượng riêng của Au là 19,32g/cm3 với giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Au là những quả cầu chiếm 75% thể tích tinh thể Phần còn lại là khe rỗng giữa các quả cầu Cho khối lượng nguyên tử của Au là 196,97
Bài 6: Bán kính của nguyên tử hidro xấp xỉ bằng 0,053nm Còn bán kính của proton bằng 1,5.10-15m Cho rằng cả nguyên tử hydro và hạt nhân đều coa dạng hình cầu Tính tỉ lệ thể tích của toàn nguyên tử hidro với thể tích của hạt nhân
Bài 7: Nếu thừa nhận rằng nguyên tử Ca, Cu đều có dạng hình cầu, sắp xếp đặc khít bên nhau thì thể tích chiếm bởi các nguyên tử kim loại chỉ bằng 74% so với toàn thể khối tinh thể Hãy tính thể tích nguyên tử Ca, Cu ( theo đơn vị A0) biết khối lượng riêng ở đktc của chúng đều ở thể rắn tương ứng là 1,55g/cm3, 8,9g/cm3 và khối lượng nguyên tử Ca là 40,08 đvc, của Cu 63,546đvc
Trang 5
Bài 8: Coi nguyên tử flo ( 19 9F ) là một hình cầu có bán kính 10-10m và hạt nhân cũng là một hình cầu có bán kính 10-14m a/ Khối lượng của một nguyên tử 19 9 F tính bằng gam là bao nhiêu? b/ Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử flo? c/ Tính tỉ số thể tích của toàn nguyên tử flo so với thể tích của hạt nhân nguyên tử Thể tích khối cầu được tính theo công thức V = 4/3πr3
Bài 9: Nguyên tử kẽm có bán kính r = 1,35.10-10m, có khối lượng bằng 65đvc a/ Tính khối lượng riêng của nguyên tử kẽm b/ Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung vào hạt nhân với bán kính r = 2.10-15m Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm
Bài 10: Nguyên tử nhôm có bán kính 1,43A0 và có khối lượng nguyên tử là 27đvc
a/ Tính khối lượng riêng của nguyên tử nhôm
Trang 6b/ Trong thực tế thể tích thật chiếm bởi các nguyên tử chỉ bằng 74% của tinh thể, còn lại là các khe trống Định khối lượng riêng đúng của Al Biết thể tích của hình cầu V = 4/3πr3
Bài 11: Bán kính gần đúng của hạt nơtron là 1,5.10-15m Còn khối lượng của nowtron bằng 1,675.10-27kg Tính khối lượng riêng của nơtron
Bài 12: Biết tỉ khối của kim loại bạch kim Pt bằng 21,45 Khối lượng nguyên tử bằng 195đvc, Tỉ khối của nguyên tử vàng bằng 19,5 và khối lượng nguyên tử bằng 197 Hãy so sánh số nguyên tử Kim loại chứa trong 1cm3 mỗi kim loại trên
Bài 13: Tính bán kính gần đúng của nguyên tử Canxi Biết thể tích của 1 mol ca là 25,78cm3( trong tinh thể kim loại Ca các nguyên tử Ca được xem có dạng hình cầu, chiếm 74% thể tích tinh thể, còn lại là các khe trống)
Trang 7
Bài 14: Hãy cho biết số đơn vị điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron và số electron của các nguyên tử có kí hiệu sau đây a) 73Li, 2311Na, 1939K, 4019Ca, 23490Th b) 2 4 12 16 32 56 1H, He,2 6C, 8O, 15P, 26Fe Hoàn thành bằng bảng sau Đồng vị Số đơn vị điện tích hạt nhân Số P Số N Số E 7 3Li 3 3 4 3 Đồng vị Số đơn vị điện tích hạt nhân Số P Số N Số E Bài 15 Nguyên tử khối trung bình của bạc bằng 107,02 lần nguyên tử khối của hiđro Nguyên tử khối của hiđro bằng 1,0079 Tính nguyên tử khối của bạc
Trang 8
Bài 1: Các nguyên tử A, B, C, D, E có số proton và số nơtron lần lượt như sau:
A: 28 proton và 31 nơtron B: 18 proton và 22 nơtron
C: 28 proton và 34 nơtron D: 29 proton và 30 nơtron
E: 26 proton và 30 nơtron
Hỏi những nguyên tử nào là những đồng vị của cùng một nguyên tố và nguyên tố đó
là nguyên tố gì?
Bài 2: Cho hai đồng vị hiđro với tỉ lệ % số nguyên tử : 11H (99,984%), 21H (0,016%) và hai đồng vị của clo là 1735Cl(75,53%), 3717Cl (24,47%) a) Tính nguyên tử khối trung bình của mỗi nguyên tố b) Có thể có bao nhiêu loại phân tử HCl khác nhau được tạo nên từ các loại đồng vị đã cho c) Tính phân tử khối gần đúng của mỗi loại phân tử nói trên Hướng dẫn: Để tìm ra nguyên tử khối trung bình của một nguyên tố ta áp dụng công thức : A = 100 A1 x1 A2 x2 A3 x3 trong đó A 1 , A 2 , A 3 là số khối của các đồng vị 1, 2, 3 x 1 , x 2 , x 3 là % số nguyên tử của các đồng vị 1, 2, 3 hoặc A= 3 2 1 3 3 2 2 1 1
A x x x x A x A x trong đó A 1 , A 2 , A 3 là số khối của các đồng vị 1, 2, 3 x 1 , x 2 , x 3 là số nguyên tử của các đồng vị 1, 2, 3
BÀI TẬP ĐỒNG VỊ
2
Trang 9Bài 3: Ngtố X có 2 đồng vị , tỉ lệ số ngtử của đồng vị 1, đồng vị 2 là 31 : 19 Đồng vị 1 có 51p,
70n và đồng vị thứ 2 hơn đồng vị 1 là 2 nơtron Tìm ngtử khối trung bình của X ?
Bài 4: Nguyên tử khối trung bình của đồng bằng 63,546 Đồng tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạng đồng vị 63 29Cu và 65 29Cu Tính tỉ lệ % số nguyên tử đồng 63 29Cutồn tại trong tự nhiên
Bài 5: Biết rằng nguyên tố Agon có ba đồng vị khác nhau, ứng với số khối 36, 38 và A Phần trăm các đồng vị tương ứng lần lượt bằng: 0,34%; 0,06% và 99,6% Tính số khối A của đồng vị thứ ba, biết rằng nguyên tử khối trung bình của agon bằng 39,98
Bài 6: Nguyên tử Mg có ba đồng vị ứng 24Mg, 25Mg, 26Mg với thành phần phần trăm trong tự
nhiên lần lượt là 78,6%; 10,1%; 11,3%
a Tính nguyên tử khối trung bình của Mg
b Giả sử trong một lượng Mg có 50 nguyên tử 25Mg, thì số nguyên tử tương ứng của hai đồng vị còn lại là bao nhiêu?
Trang 10
Câu 7: Trong tự nhiên Brom có 2 đồng vị bền: 79Br chiếm 50,69% số nguyên tử và 81Br chiếm 49,31% số nguyên tử Hãy tìm nguyên tử khối trung bình của brom
Câu 8 :Trong tự nhiên Oxi có 3 đồng vị : 16O, 17O, 18O; Cacbon có 2 đồng vi: 12C, 13C Hỏi có thể có bao nhiêu loại phân tử khí cacbonic hợp thành tử các đồng vị trên? Viết CTT và tính phân tử khối của chúng?
Câu 9: Bo trong tự nhiên có 2 đồng vị 10B và 11B Hỏi khi có 760 nguyên tử 10B thì có bao nhiêu nguyên tử 11B Biết A= 10,81
Câu 10: Hidro có 3 đồng vị 1H, 2H, 3H Clo có 2 đồng vị 35Cl và 37Cl Hãy cho biết có bao
nhiêu phân tử hidro clorua tạo thành từ các đồng vị khác nhau Tính phân tử khối của chúng
Trang 11Trang 12
Cấu hình electron nguyên tử biểu diễn sự phân bố e trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau
Quy ước cách viết cấu hình e nguyên tử:
- số thứ tự lớp e được viết bằng các chứ số (1, 2, 3… )
- phân lớp được ký hiệu bằng các chữ cái thường (s, p, d, f) - số e dược ghi bằng chỉ số ở phía trên, bên phải kí hiệucủa phân lớp ( s2, p2…… )
Cách viết cấu hình electron nguyên tử: - Xác đinh số electron của nguyên tử - Các electron được phân bố theo thứ tự tăng dần các mức năng lượng AO, theo các nguyên lý và quy tắc phân bố electron trong nguyên tử Theo sơ đồ các mức năng lựơng sau: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s
Bài 1: Viết cấu hình eletron đầy đủ cho các nguyên có lớp electron ngoài cùng là a 2s1 b 2s² 2p³ c 2s² 2p6 d 3s² 3p³
Bài 2: Hãy viết cấu hình electron của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử Z = 20, Z = 21, Z =
22, Z = 24, Z = 29 và xác định số electron độc thân của mỗi nguyên tử
Làm bài bằng cách hoàn thành bảng sau:
Z Cấu hình electron Sự phân bố electron phân lớp ngoài
cùng
Số e độc thân
20
21
22
24
29
CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ, ION
3
Trang 13Nguyên tử Z Cấu hình electron Số lớp
H
Li
Na
K
Ca
Mg
C
Si
O
Bài 3: Nguyên tử của nguyên tố Y có tổng số electron ở các phân lớp p là 11 Hãy viết cấu
hình electron của nguyên tử Y
Bài 4: Nguyên tử nguyên tố X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s1 Xác định cấu hình electron của X
Bài 5: a Nguyên tử Fe có Z = 26 Hãy viết cấu hình elctron của Fe Viết cấu hình electron của
các ion Fe2+ và Fe3+
Trang 14c Viết cấu hình electron của ion F– (Z = 9) và Cl– (Z = 17) và cho biết các ion đó có đặc điểm gì?
Trang 15
mang điện là 16 Tính số hạt từng loại
Bài 2: Nguyên tử B có tổng số hạt là 28 Số hạt không mang điện chiếm 35,7% Tính số p,n, e
Bài 3: Nguyên tử Sắt có điện tích hạt nhân là 26+ Trong nguyên tử, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22 Hãy xác định số khối của nguyên tử Sắt
Bài 4: Nguyên tử M có số nơtron nhiều hơn số proton là 1 và số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10 Xác định cấu tạo nguyên tử Đối chiếu bảng các nguyên tố SGK xem M là nguyên tố nào?
Trang 16
Bài 5: Tổng số hạt trong nguyên tử là 28, trong đó số hạt không mang điện chiếm xấp xỉ 35 % Tính số hạt mỗi loại Vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử
Bài 6: Nguyên tử của một nguyên tố A có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 48, trong đó số hạt mang điện gấp hai lần số hạt không mang điện Tính số hạt mỗi loại
Bài 7: Nguyên tử X có tổng số proton, nơtron, electron là 116 trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 24 Xác định số hạt từng loại
Bài 8: Biết tổng số hạt p, n, e trong một nguyên tử là 155 Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 33 hạt Tính số khối của nguyên tử
Trang 17
Bài 10: Một nguyên tử R có tổng số hạt mang điện và không mang điện là 34, trong đó số hạt mang điện gấp 1,833 lần số hạt không mang điện Xác định R và viết cấu hình electron của R
Bài 11: Nguyên tử của một nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản 21 hạt Xác định và viết cấu hình electron nguyên tử của X
Bài 12: Nguyên tử của một nguyên tố Y có tổng số hạt cơ bản 13 hạt Xác định và viết cấu hình electron nguyên tử của Y
Bài 13: Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong 2 nguyên tử kim loại A và B là 142 trong
Trang 18đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 42, số hạt mang điện của B nhiều hơn A là 12 Tính số proton mỗi loại
Bài 14: Tổng số hạt p,n,e trong 2 nguyên tử kim loại A và B là 177 Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 47 Số hạt mang điện của nguyên tử B nhiều hơn của nguyên tử A là 8 Tính số proton mỗi loại
Bài 15: Hợp chất ion A được tạo nên từ cation M2+ và anion X2- Trong phân tử A tổng số hạt proton, nơtron và electron là 84 trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 28 Số hạt mang điện trong M2+ nhiều hơn trong X2-là 20 hạt Xác định số khối, số hiệu nguyên tử của M, X và công thức phân tử của A