BÀI 2. THÀNH PHẦN CỦA NGUYÊN TỬ

MỞ ĐẦU

Từ rất lâu, các nhà khoa học đã nghiên cứu các mô hình nguyên tử và cập nhật chúng thông qua việc thu thập những dữ liệu thực nghiệm. Nguyên tử gồm những hạt cơ bản nào? Cơ sở nào để phát hiện ra các hạt cơ bản đó và chúng có tính chất gì?

Giải nhanh:

- Gồm các hạt cơ bản: proton, electron và neutron.

-  Cơ sở phát hiện:

+ Thông qua thí nghiệm khám phá tia âm cực của Thomson đã phát hiện ra hạt electron.

+ Khi bắn phá hạt nhân nguyên tử nitrogen bằng các hạt α, Rutherford đã phát hiện ra hạt proton.

+ Khi dùng các hạt α bắn phá hạt nhân nguyên tử beryllium, J. Chadwick đã phát hiện hạt neutron.

1. THÀNH PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

Thảo luận 1: Quan sát hình 2.1 cho biết thành phần nguyên tử gồm những loại hạt nào?

Giải nhanh:

Gồm: electron, protron, neutron.

2. SỰ TÌM RA ELECTRON

Thảo luận 2: Cho biết vai trò của màn huỳnh quang trong thí nghiệm ở hình 2.2.

Giải nhanh:

Dùng để hứng các tia phát ra từ cực âm.

Thảo luận 3: Quan sát hình 2.2, giải thích vì sao tia âm cực bị hút về cực dương của trường điện.

Giải nhanh:

Do tia âm cực mang điện âm nên bị hút về cực dương của trường điện.

Thảo luận 4: Nếu đặt một chong chóng nhẹ trên đường đi của tia âm cực thì chong chóng sẽ quay. Từ hiện tượng đó, hãy nêu kết luận về tính chất của tia âm cực.

Giải nhanh:

Tính chất: là chùm hạt vật chất có khối lượng và vận tốc lớn.

3. SỰ KHÁM PHÁ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

Thảo luận 5: Quan sát hình 2.3 cho biết các hạt α có đường đi như thế nào. Dựa vào hình 2.4 giải thích kết quả thí nghiệm thu được.

Giải nhanh:

- Các hạt alpha hầu hết đều xuyên thẳng qua lá vàng, một số ít bị lệch hướng hay bị bật ngược lại.

- Giải thích: nguyên tử có cấu tạo rỗng, ở tâm chứa một hạt nhân mang điện tích dương có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử.

Luyện tập: Nguyên tử oxygen có 8 electron, cho biết hạt nhân của nguyên tử này có điện tích là bao nhiêu?

Giải nhanh:

Hạt nhân nguyên tử có điện tích là 8.

4. CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

Thảo luận 6: Điện tích của hạt nhân nguyên tử do thành phần nào quyết định? Từ đó rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa số đơn vị điện tích hạt nhân và số proton.

Giải nhanh:

- Do proton quyết định.

- Mối quan hệ: số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton.

Luyện tập: Nguyên tử natri (sodium) có điện tích hạt nhân là +11. Cho biết số proton và số eletron trong nguyên tử này.

Giải nhanh:

Số proton = số electron = 11.

5. KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ

Thảo luận 7: Quan sát hình 2.6, hãy lập tỉ lệ giữa đường kính nguyên tử và đường kính hạt nhân của nguyên tử carbon. Từ đó rút ra nhận xét.

Giải nhanh:

- Ta có: dntdhn=104

- Nhận xét: đường kính nguyên tử lớn hơn đường kính hạt nhân khoảng 10000 lần.

Thảo luận 8: Dựa vào bảng 2.1 hãy lập tỉ lệ khối lượng của một proton với khối lượng của một eletron. Kết quả này nói lên điều gì?

Giải nhanh:

Ta có: mpme=1840

Kết quả này này cho thấy khối lượng của các hạt electron không đáng kế so với khối lương proton nên khối lượng nguyên tử gần bằng khối lượng hạt nhân.

Luyện tập: Nguyên tử oxygen -16 có 8 proton, 8 neutron và 8 eletron. Tính khối lượng nguyên tử oxygen theo đơn vị gam và amu.

Giải nhanh:

Khối lượng của nguyên tử oxygen là: m_nt = 16 amu = 2,656.10^-23 g.

Vận dụng: Sử dụng sơ đồ tư duy để mô tả cấu tạo nguyên tử và hệ thống hóa kiến thức của bài học.

Giải nhanh:

BÀI TẬP

Câu 1: Hãy cho biết dữ kiện nào trong thí nghiệm Rutherford chứng minh nguyên tử có cấu tạo rỗng.

Giải nhanh:

Dữ kiện: hầu hết các hạt alpha đều xuyên thẳng qua lá vàng.

Câu 2: Thông tin nào sau đây không đúng?

A. Proton mang điện tích dương, nằm trong hạt nhân, khối lượng gần bằng 1 amu.

B. Electron mang điện tích âm, nằm trong hạt nhân, khối lượng gần bằng 0 amu.

C. Neutron không mang điện, khối lượng gần bằng 1 amu.

D. Nguyên tử trung hoà điện, có kích thước lớn hơn nhiều so với hạt nhân, nhưng có khối lượng gần bằng khối lượng hạt nhân.

Giải nhanh:

Chọn B.

Câu 3: Mỗi phát biểu dưới đây mô tả loại hạt nào trong nguyên tử?

a) Hạt mang điện tích dương.

b) Hạt được tìm thấy trong hạt nhân và không mang điện.

c) Hạt mang điện tích âm.

Giải nhanh:

a) Proton.

b) Neutron.

c) Electron.

Câu 4: a) Cho biết 1 g electron có bao nhiêu hạt?

b) Tính khối lượng của 1 mol electron (biết hằng số Avogadro có giá trị là 6,022.10²³).

Giải nhanh:

a) 1 g electron có số hạt là: 1,098 × 10²⁷ (hạt).

b) Khối lượng 1 mol electron là: 5,486 × 10^-4 (g).