BÀI 1. CẤU TRÚC HẠT NHÂN

Mở đầu: Vào đầu những năm 1900, các nhà khoa học đã khám phá ra rằng nguyên tử có dạng hình cầu và trung hòa về điện với điện tích âm là các hạt electron. Nhưng người ta chưa biết điện tích dương được phân bố thế nào trong hình cầu nguyên tử.

Năm 1904, Joseph John Thomson (Giô-dép Giôn Tôm-xơn) đã để xuất một mô hình nguyên tử được gọi là mô hình nguyên tử bánh mận (Plum Pudding Atomic Model). Theo mô hình này các electron nằm rải rác trong một hình cầu tích điện dương giống như các quả mận nằm rải rác trong cái bánh (Hình 1.1).

Người ta đã kiểm chứng mô hình nguyên tử của Thomson như thế nào?

Giải rút gọn:

Mô hình nguyên tử bánh mận của Joseph John Thomson, đề xuất vào năm 1904, đã được kiểm chứng thông qua thí nghiệm hạt Rutherford.

Thí nghiệm hạt Rutherford: Trong thí nghiệm này, các hạt alpha (hạt Helium với điện tích dương) được bắn vào một mẫu vật chứa nguyên tử và phát hiện các hạt alpha đã bị phản xạ hoặc hạt alpha đã bị giảm tốc sau khi đi qua mẫu vật. 

Kết quả: điện tích dương tập trung ở một vùng nhỏ trong nguyên tử, chỉ phát hiện được từ sự va chạm giữa các hạt alpha và điện tích dương này, trong khi electron phân tán khắp không gian, tương thích với mô hình bánh mận của Thomson.

I. PHÁT HIỆN RA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

Câu 1: Bằng chứng cụ thể nào trong thí nghiệm tán xạ hạt của Rutherford chứng tỏ hạt nhân có kích thước rất nhỏ nhưng tập trung toàn bộ điện tích dương và phần lớn khối lượng của nguyên tử?

Giải rút gọn:

Trong thí nghiệm tán xạ hạt α của Rutherford, các hạt α (hạt Helium với điện tích dương) được bắn một lá vàng mỏng. 

Khi các hạt α đi qua lá vàng mỏng, một phần chúng bị phản xạ lại, một phần bị giảm tốc và thay đổi hướng, tuy nhiên phần lớn các hạt vẫn đi thẳng và không bị đổi hướng.

Kết luận: hầu hết khối lượng và tất cả điện tích dương của nguyên tử tập trung ở một vùng nhỏ tại trung tâm của nguyên tử, gọi là hạt nhân.

Do đó, bằng chứng từ thí nghiệm tán xạ hạt α của Rutherford đã cho thấy rằng hạt nhân có kích thước rất nhỏ nhưng tập trung toàn bộ điện tích dương và phần lớn khối lượng của nguyên tử.

II. CẤU TRÚC HẠT NHÂN

Luyện tập 1: Hạt nhân có bao nhiêu nucleon, bao nhiêu proton và bao nhiêu neutron?

Giải rút gọn:

Từ ký hiệu trên ta có số điện tích nguyên tử của là ta có:

- Z = 30 bằng số proton

- Tổng số nucleon là A=67 

- Số neutron trong hạt nhân là: N = A – Z = 67 – 30 = 37 hạt. 

Luyện tập 2: Xác định điện tích của hạt nhân

Giải rút gọn:

Vì hạt nhân có 30 proton nên điện tích của hạt nhân nguyên tử của nó là +30e.

Luyện tập 3: Helium có hai đồng vị mà hạt nhân được biểu diễn như Hình 1.6. Viết kí hiệu hạt nhân của hai đồng vị helium đó.

Giải rút gọn:

Ta có: hạt nhân của đồng vị số 1 có 2 proton và 1 neutron 

=> Z = 2 và A = 2 +1 = 3 => kí hiệu là:

Ta có: hạt nhân của đồng vị số 2 có 2 proton và 2 neutron 

=> Z = 2 và A = 2 + 2 = 4 =>kí hiệu là:

Vận dụng: Hầu hết các nguyên tố đều có nhiều đồng vị. Khối lượng nguyên tử của nguyên tố trong bảng tuần hoàn là khối lượng trung bình của các nguyên tử đồng vị có trong tự nhiên. Nguyên tố chlorine (Cl) có hai đồng vị bền là

- khối lượng nguyên tử m = 34,96885 u và chiếm 75,77% chlorine trong tự nhiên.

- có khối lượng nguyên tử m = 36,96590 u và chiếm 24,23% chlorine trong tự nhiên.

Tính khối lượng nguyên tử trung bình của nguyên tố chlorine.

Giải rút gọn:

Khối lượng nguyên tử trung bình của nguyên tố chlorine là: