BÀI 2. THÀNH PHẦN CỦA NGUYÊN TỬ

MỞ ĐẦU

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.

Giải nhanh:

- Lớp vỏ nguyên tử gồm 3 electron mang điện tích âm.

- Hạt nhân nguyên tử: gồm 3 proton mang điện tích dương và 4 neutron không mang điện.

I. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC CỦA NGHUYÊN TỬ

Câu hỏi 1: 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.

Giải nhanh:

Nguyên tử trung hòa về điện nên tổng số điện tích dương + tổng số điện tích âm = 0 mà mỗi hạt proton luôn mang điện tích +1 và electron mang điện tích -1. Nên số protron và electron luôn bằng nhau.

Luyện tập 1:Hạt proton, neutron nặng hơn hạt electron bao nhiêu lần?

Giải nhanh:

Proton, neutron nặng hơn electron 1818 lần.

Luyện tập 2:Hãy cho biết bao nhiêu hạt proton thì có tổng khối lượng bằng 1 gam.

Giải nhanh:

Có 6,023.10²³ hạt proton thì có tổng khối lượng bằng 1 gam.

Luyện tập 3: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

A. lớp vỏ với lớp vỏ

B. lớp vỏ với hạt nhân

C. hạt nhân với hạt nhân

Giải nhanh:

Chọn A.

Câu hỏi 2: 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

Giải nhanh:

Khác nhau: beryllium có neutron trong hạt nhân còn hydrogen thì không có hạt neutron.

II. KHỐI LƯỢNG VÀ KÍCH THƯỚC NGUYÊN TỬ

Luyện tập 4:Nguyên tử lithium (Li) tạo nên bởi 3 proton, 4 neutron và 3 electron. Khối lượng lớp vỏ của Li bằng khoảng bao nhiêu phần trăm khối lượng của cả nguyên tử Li?

Giải nhanh:

Khối lượng lớp vỏ của Li bằng khoảng: 0,0275 % khối lượng của cả nguyên tử Li.

Luyện tập 5:Hồng cầu được coi như có dạng đĩa tròn với đường kính 7,8.10⁴ A^o. 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?

Giải nhanh:

Số nguyên tử Fr là: 11143 (nguyên tử).

Vận dụng: 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.

Giải nhanh:

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. 

BÀI TẬP

Bài 1: 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 1 818 lần khối lượng lớp vỏ.

(d) Kích thước của nguyên tử bằng kích thước của hạt nhân.

Giải nhanh:

Phát biểu đúng: (a), (c).

Bài 2: 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.

Giải nhanh:

Điện tích âm của giọt nước trên tương đương với điện tích của số electron là: 208 electron.

Bài 3: Nguyên tử trung hòa về điện vì

A. được tạo nên bởi các hạt không mang điện.

B. có tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron.

C. có tổng số hạt electron bằng tổng số hạt neutron.

D. tổng số hạt neutron bằng tổng số hạt proton.

Giải nhanh:

Chọn B.

Bài 4: 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?

Giải nhanh:

a) Hạt được tìm thấy trong hạt nhân nguyên tử: proton và neutron.

b) Hạt được tìm thấy ở lớp vỏ nguyên tử: electron.

c) Hạt mang điện trong nguyên tử: protron và electron.

d) Khoảng 10⁴ đến 10⁵ lần.

Bài 5: 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.

Giải nhanh:

Trong một phân tử nước:

- Tổng số electron là: 10 (hạt).

- Tổng số proton là: 10 (hạt).

- Tổng số neutron là: 8 (hạt).