Chủ đề 1: Cấu tạo nguyên tử
14 câu hỏi
Nguyên tử lithium được tạo nên từ ba loại hạt cơ bản (được tô màu khác nhau như ở Hình 2.1).Hãy gọi tên và nêu vị trí của mỗi loại hạt này trong nguyên tử.
- Lớp vỏ nguyên tử gồm 3 hạt electron (màu xanh dương) mang điện tích âm.
- Hạt nhân nguyên tử: gồm 3 hạt proton (màu đỏ) mang điện tích dương và 4 hạt neutron (màu xanh lá) không mang điện.
Các nguyên tử đều trung hòa về điện. Dựa vào bảng 2.1, em hãy lập luận để chứng minh rằng: Trong một nguyên tử, số proton và số electron luôn bằng nhau.
Giả sử trong một nguyên tử bất kì:
- Có x hạt proton, mỗi hạt proton có điện tích +1.
⇒ Tổng số điện tích dương là +x
- Có y hạt electron, mỗi hạt electron có điện tích -1
⇒ Tổng số điện tích âm là –y.
Nguyên tử trung hòa về điện nên: tổng số điện tích dương + tổng số điện tích âm = 0
⇒ (+x) + (-y) = 0 ⇔ x = y
Vậy trong một nguyên tử bất kì số proton và số electron luôn bằng nhau.
Hạt proton, neutron nặng hơn hạt electron bao nhiêu lần?
Khối lượng hạt proton ≈ khối lượng hạt neutron ≈ 1 amu
Khối lượng hạt electron ≈ 0,00055 amu
⇒ Hạt proton, neutron nặng hơn hạt electron là 10,00055 ≈ 1818 lần
Hãy cho biết bao nhiêu hạt proton thì có tổng khối lượng bằng 1 gam
1 amu = 1,6605.10-27 kg= 1,6605.10-24 g
1 hạt proton có khối lượng = 1,6605.10-24 gam
x hạt proton có khối lượng = 1 gam
⇒ x = 11,6605.10−24 = 6,02.1023 hạt
Khi các nguyên tử tiến lại gần nhau để hình thành liên kết hóa học, sự tiếp xúc đầu tiên giữa hai nguyên tử sẽ xảy ra giữa
Khi các nguyên tử tiến lại gần nhau để hình thành liên kết hóa học, sự tiếp xúc đầu tiên giữa hai nguyên tử sẽ xảy ra giữa lớp vỏ với lớp vỏ.
Hãy chỉ ra những sự khác nhau về thành phần nguyên tử giữa nguyên tử hydrogen và beryllium được minh họa trong Hình 2.2
Nguyên tử beryllium có neutron trong hạt nhân còn nguyên tử hydrogen không có hạt neutron.
Nguyên tử lithium (Li) tạo nên bởi 3proton, 4 neutron và 3electron. Khối lượng lớp vỏ của Li bằng khoảng bao nhiêu phần trăm khối lượng của cả nguyên tử Li?
Nguyên tử lithium (Li) tạo nên bởi 3p, 4n và 3e nên khối lượng của một nguyên tử Li là:
3.1 + 4.1 = 7 (amu)
Khối lượng lớp vỏ của Li là: 3.0,00055 = 1,65.10-3 amu.
Phần trăm khối lượng lớp vỏ: 1,65.10−37.100% ≈ 0,024%
Hồng cầu được coi như có dạng đĩa tròn với đường kính 7,8 × 104Ao. Hỏi cần bao nhiêu nguyên tử Fr sắp xếp thẳng hàng và khít nhau để tạo nên một đoạn thẳng có chiều dài bằng đường kính của hồng cầu?
Một nguyên tử Fr có đường kính bằng 7,0Ao
Cần số nguyên tử Fr là: 7,8×1047,0≈ 11143 nguyên tử
J.J. Thomson (J.J. Tôm – xơn), nhà vật lí người Anh, được trao giải thưởng Nobel (Nô-ben)Vật lí vào năm 1906 vì đã phát hiện ra một loại hạt cơ bản tạo nên nguyên tử. Thomson đã chế tạo ống tia âm cực gồm một ống thủy tinh được hút phần lớn không khí ra khỏi ống, một hiệu điện thế cao được đặt vào hai điện cực gắn ở hai đầu ống (Hình 2.4a). Năm 1897, ông phát hiện ra một dòng hạt (tia) đi ra từ điện cực tích điện âm (cực âm) sang điện cực tích điện dương (cực dương). Tia này được gọi là tia âm cực.
Các loại hạt tạo nên tia âm cực có đặc điểm: (1) Chuyển động theo đường thẳng trong ống (Hình 2.4a). (2) Hoàn toàn giống nhau dù các vật liệu làm cực âm khác nhau. (3) Bị lệch trong điện trường, về phía bản cực tích điện dương được đặt giữa ống tia âm cực (Hình 2.4b).
Hãy cho biết hạt tạo nên tia âm cực là loại hạt gì. Giải thích.
Dựa trên các đặc điểm về tia âm cực xác định được: Hạt tạo nên tia âm cực là hạt electron vì electron mang điện tích âm nên sẽ bị lệch trong điện trường, về phía bản cực tích điện dương.
Một loại nguyên tử hydrogen có cấu tạo đơn giản nhất, được tạo nên chỉ từ 1 electron và 1 proton. Những phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về nguyên tử hydrogen này?
(a) Đây là nguyên tử nhẹ nhất trong số các nguyên tử được biết cho đến nay.
(b) Khối lượng nguyên tử xấp xỉ 2 amu.
(c) Hạt nhân nguyên tử có khối lượng gấp khoảng 1818 lần khối lượng lớp vỏ.
(d) Kích thước của nguyên tử bằng kích thước của hạt nhân.
(a) Đúng. Khối lượng nguyên tử xấp xỉ 1 amu. Là nguyên tử nhẹ nhất trong số các nguyên tử được biết cho đến nay.
(b) Sai. Khối lượng nguyên tử xấp xỉ 1 amu.
(c) Đúng. Khối lượng hạt proton ≈ 1 amu
Khối lượng hạt electron ≈ 0,00055 amu
⇒ Khối lượng hạt nhân nguyên tử lớn hơn khối lượng lớp vỏ là 10,00055≈ 1818 lần
(d) Sai. Kích thước của hạt nhân rất nhỏ so với kích thước của nguyên tử.
Các đám mây gây hiện tượng sấm sét tạo nên bởi những hạt nước nhỏ li ti mang điện tích. Một phép đo thực nghiệm cho thấy một giọt nước có đường kính 50 μm, mang một lượng điện tích âm là -3,33 × 10-17C. Hãy cho biết điện tích âm của giọt nước trên tương đương với điện tích của bao nhiêu electron
Điện tích của 1 hạt electron là -1e0 = -1,602 × 10-19C
Điện tích âm của giọt nước trên tương đương với điện tích của số electron là:
−3,33 × 10−17−1,602 × 10−19≈ 208 electron
Nguyên tử trung hòa về điện vì:
Nguyên tử không mang điện (trung hòa về điện) vì có tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron
Trả lời các câu hỏi sau:
a) Loại hạt nào được tìm thấy trong hạt nhân nguyên tử?
b) Loại hạt nào được tìm thấy ở lớp vỏ nguyên tử?
c) Loại hạt nào mang điện trong nguyên tử?
d) Kích thước nguyên tử lớn hơn kích thước hạt nhân nguyên tử khoảng bao nhiêu lần?
a) Loại hạt được tìm thấy trong hạt nhân nguyên tử là:
+ Hạt proton, kí hiệu là p, mang điện tích dương.
+ Hạt neutron, kí hiệu là n, không mang điện.
b) Loại hạt được tìm thấy ở lớp vỏ nguyên tử là:
+ Hạt electron, kí hiệu là e, mang điện tích âm.
c) Loại hạt mang điện trong nguyên tử là:
+ Hạt proton, kí hiệu là p, mang điện tích dương.
+ Hạt electron, kí hiệu là e, mang điện tích âm.
d) Kích thước nguyên tử lớn hơn kích thước hạt nhân nguyên tử khoảng 104 đến 105 lần.
Tính tổng số electron, proton và neutron trong một phân tử nước (H2O). Biết trong phân tử này, nguyên tử H chỉ gồm 1 proton và 1 electron; nguyên tử O có 8 neutron và 8 proton.
| Số electron | Số proton | Số neutron |
H | 1 | 1 | 0 |
O | 8 | 8 | 8 |
H2O | 1 × 2 + 8 = 10 | 1 × 2 + 8 = 10 | 8 |
