CẤU TẠO NGUYÊN TỬ



1. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

Nguyên tử được cấu tạo bởi hai phần : vỏ và hạt nhân.
1. VỎ NGUYÊN TỬ Gồm các hạt electron (e)
Mỗi hạt electron có:
- Điện tích là : -1,6 x 10-19 (c) hay 1-
- Khối lượng là : 9,1x10-28 (g) hay 0,55x10-3 đvC
2. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Gồm các hạt proton (p) và nơtron (n).
Mỗi hạt proton có:
- Điện tích +1,6 x 10-19 (c) hay 1+
- Khối lượng là :1,67x10-24 (g) hay 1 đvC
Mỗi hạt nơtron có :
- Điện tích bằng không.
- Khối lượng là :1,67x10-24 (g) hay 1 đvC
3. KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ là tổng khối lượng các hạt electron , proton , nơtron. Nhưng vì khối lượng electron quá bé do đó khối lượng nguyên tử được xem như là khối lượng của proton và nơtron.
4. ĐIỆN TÍCH HẠT NHÂN (Z+) là điện tích dương của tổng các proton
Điện tích hạt nhân (Z+) = Số proton
5. SỐ KHỐI (A) là tổng số proton và số nơtron
A = Z + N. A là số khối, Z là số proton, N là số nơtron
6. NGUYÊN TỐ HÓA HỌC là tập hợp những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân.
8. SỐ HIỆU NGUYÊN TỬ (Z) là giá trị đặc trưng cho nguyên tố hóa học vì:
Số hiệu nguyên tử (Z) = ĐTHN = Số proton = Số electron

9. KÝ HIỆU NGUYÊN TỬ Dùng để diễn đạt nguyên tử với đầy đủ các chỉ dẫn .


X là ký hiệu hóa học của nguyên tố
Z là số hiệu nguyên tử
A là số khối
10. ĐỒNG VỊ là tập hợp những nguyên tử có cùng số proton, khác số nơtron.
11. CẤU TRÚC ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ trong nguyên tử các electron chuyển động không theo một quỹ đạo xác định nào với vận tốc cực kỳ lớn tạo thành mây electron ở xung quanh hạt nhân.
Trong đó mỗi electron có mức năng lượng tương ứng. Các electron có mức năng lượng gần bằng nhau tạo thành lớp electron (tương ứng với số n, hiện nay có 7 lớp, đánh số : n = 1 đến 7 hay từ K đến Q). Các electron có mức năng lượng bằng nhau được xếp vào một phân lớp ( có nhiều phân lớp và được ký hiệu s, p, d, f.)
Trong nguyên tử các electron chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao theo dãy: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s .
Để nhớ ta dùng quy tắc Klechkowsky
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f.
6s 6p 6d 6f.
7s 7p 7d 7f.
Khi sắp xếp các electron vào theo qui tắc trên ta có cấu hình electron trong nguyên tử (theo mức năng lượng tăng dần), nếu sắp theo lớp e ta có cấu trúc electron.

VD :
Viết cấu hình electron của các nguyên tố :
K(Z=19): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

2)8)8)1
Br(Z=25) 1s2 2s2 3p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5

2)8)18)7
Vậy cấu hình e của Br là 1s2 2s2 3p6 3s2 3p6 3d104s2 4p5
Khi sắp xếp các electron vào các obitan thì ta tuân theo qui tắc Hund "Trong cùng phân lớp các electron được phân bố trên các obitan sao cho số electron độc thân là tố đa"
VD :
O (Z = 8) 1s2 2s2 3p4
Từ cấu trúc electron, có thể tính số electron lớp ngoài cùng từ đó có thể biết được đặc điểm cơ bản của các nguyên tử: Lớp ngoài cùng có tối đa 8 e, nguyên tử có 8e ở lớp ngoài cùng đều rất bền vững đó là các khí hiếm ( riêng khí hiếm Heli chỉ có 2e ở lớp ngoài cùng), nguyên tử có 1,2,3 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử kim loại, nguyên tử có 5,6,7 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử phi kim.
12. OBITAN Obitan là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà ở đó có khả năng hiện diện electron là lớn nhất.
Tùy theo mỗi phân lớp mà có số obitan khác nhau: phân lớp s có 1 obitan s (hình cầu), phân lớp p có 3 obitan p (hình số 8 nổi), phân lớp d có 5 obitan d và phân lớp f có 7 obitan (điều có hình dạng phức tạp )
Mỗi obitan chỉ chứa tối đa 2 electron với spin ngược nhau: obitan có đủ 2e gọi là e ghép đôi, chứa một e gọi là e độc thân, không chứa e gọi là obitan trống.
13. TÓM TẮT
Nguyên tửcấu tạo bởi ba loại hạt là e ( điện tích -1, khối lượng 0) nằm ở lớp vỏ); p ( điện tích +1, khối lượng 1 đvC), n ( điện tích 0, khối lượng 1 đvC) nằm trong nhân. Vậy trong nguyên tử thì các hạt mang điện là p và e, hạt không mang điện là n.
Nguyên tử trung hòa điện: Z = số p = số e = /ĐTHN/
mnguyên tử = mp + mn, A = Z +N. do đó về trị số thì A = mnguyên tử .
Kim loại có xu hướng nhường tất cả electron ngoài cùng tạo ion dương tương ứng có cấu hình e bền vững (8e lớp ngoài cùng)
Phi kim có xu hướng nhận thêm e ( đúng bằng số e thiếu để đạt 8 electron lớp ngoài cùng) tạo ion âm tương ứng.

BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Nêu thành phần cấu tạo của nguyên tử ? So sánh điện tích và khối lượng của p, n, e?
a) Hãy tính khối lượng nguyên tử của các nguyên tử sau:
Nguyên tử C (6e, 6p, 6n).
Nguyên tử Na (11e, 11p, 12n).
Nguyên tử Al (13e, 13p, 14n).
b) Tính tỉ số khối lượng nguyên tử so với khối lượng hạt nhân?
c) Từ đó có thể coi khối lượng nguyên tử thực tế bằng khối lượng hạt nhân được không?
ĐS: 20,1.10-27 (kg) ; 38,51.10-27 (kg) ; 45,21.10-27 (kg)
Cho biết 1 nguyên tử Mg có 12e, 12p, 12n.
a) Tính khối lượng 1 nguyên tử Mg?
b) 1 (mol) nguyên tử Mg nặng 24,305 (g). Tính số nguyên tử Mg có trong 1 (mol) Mg?
ĐS: a) 40,18.10-24 (g) ; b) 6,049.1023 nguyên tử
Tính khối lượng của:
a) 2,5.1024 nguyên tử Na
b) 1025 nguyên tử Br
ĐS: a) 95,47 (g) ; b) 1328,24 (g)

2 . HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - NGUYÊN TỐ HÓA HỌC - ĐỒNG VỊ

Định nghĩa nguyên tố hóa học? Vì sao số hiệu nguyên tử lại đặc trưng cho một nguyên tố hóa học?
Nguyên tử là gì ? Phân tử là gì ? Phân tử của đơn chất và hợp chất khác nhau chỗ nào ?
Nêu sự khác nhau giữa điện tích hạt nhân và số khối? Định nghĩa đồng vị?
Hãy phân biệt các khái niệm: số khối, nguyên tử khối, khối lượng nguyên tử, khối lượng mol.
Xác định điện tích hạt nhân, số p, số n, số e, khối lượng nguyên tử của nguyên tố có kí hiệu nguyên tử sau:


Viết kí hiệu nguyên tử của nguyên tố sau, biết:
a) Silic có điện tích hạt nhân là 14 +, số n là 14.
b) Kẽm có 30e và 35n.
c) Kali có 19p và 20n.
d) Neon có số khối là 20, số p bằng số n.
Viết kí hiệu nguyên tử của nguyên tố X, biết:
a) X có 6p và 8n.
b) X có số khối là 27 và 14n.
c) X có số khối là 35 và số p kém số n là 1 hạt.
d) X có số khối là 39 và số n bằng 1,053 lần số p.
Xác định cấu tạo hạt (tìm số e, số p, số n), viết kí hiệu nguyên tử của các nguyên tử sau, biết:
a) Tổng số hạt cơ bản là 115, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 25 hạt.
b) Tổng số hạt cơ bản là 95, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 25 hạt.
c) Tổng số hạt cơ bản là 40, số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện dương là 1 hạt.
d) Tổng số hạt cơ bản là 36, số hạt mang điện gấp đôi số hạt không mang điện.
e) Tổng số hạt cơ bản là 52, số hạt không mang điện bằng 1,06 lần số hạt mang điện âm.
f) Tổng số hạt cơ bản là 49, số hạt không mang điện bằng 53,125% số hạt mang điện.
ĐS:

Xác định cấu tạo hạt (tìm số e, số p, số n), viết kí hiệu nguyên tử của các nguyên tử sau, biết:
a) Tổng số hạt cơ bản là 13.
b) Tổng số hạt cơ bản là 18.
c) Tổng số hạt cơ bản là 52, số p lớn hơn 16.
d) Tổng số hạt cơ bản là 58, số khối nhỏ hơn 40.
ĐS:

Tính nguyên tử lượng trung bình của các nguyên tố sau, biết trong tự nhiên chúng có các đồng vị là:


ĐS: a) 58,74 ; b) 16,00 ; c) 55,97 ; d) 207,20
Clo có hai đồng vị là
. Tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị này là 3 : 1. Tính nguyên tử lượng trung bình của Clo.
ĐS: 35,5
Brom có hai đồng vị là
. Tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị này là 27 : 23. Tính nguyên tử lượng trung bình của Brom.
ĐS: 79,91
Bo có hai đồng vị, mỗi đồng vị đều có 5 proton. Đồng vị thứ nhất có số proton bằng số nơtron. Đồng vị thứ hai có số nơtron bằng 1,2 lần số proton. Biết nguyên tử lượng trung bình của B là 10,812. Tìm % mỗi đồng vị.
ĐS: 18,89% ; 81,11%
Đồng có hai đồng vị có số khối là 63 và 65. Hãy tính xem ứng với 27 đồng vị có số khối là 65 thì có bao nhiêu đồng vị có số khối là 63? Biết
.
ĐS: 73
Neon có hai đồng vị là 20Ne và 22Ne. Hãy tính xem ứng với 18 nguyên tử 22Ne thì có bao nhiêu nguyên tử 20Ne? Biết
.
ĐS: 182
Brom có hai đồng vị, trong đó đồng vị 79Br chiếm 54,5%. Xác định đồng vị còn lại, biết
.
ĐS: 81
Cho nguyên tử lượng trung bình của Magie là 24,327. Số khối các đồng vị lần lượt là 24 , 25 và A3. Phần trăm số nguyên tử tương ứng của A1 và A2 là 78,6% và 10,9%. Tìm A3.
ĐS: 26
Nguyên tố X có hai đồng vị là X1 , X2 ,
. Đồng vị X2 có nhiều hơn đồng vị X1 là 2 nơtron. Tính số khối và tỉ lệ phần trăm của mỗi đồng vị , biết tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị là X1 : X2 = 3 : 2.
ĐS: 24 (60%) ; 26 (40%)
Nguyên tử X của nguyên tố R có tổng số hạt cơ bản là 46. Số hạt không mang điện bằng
số hạt mang điện.
a) Xác định tên R.
b) Y là đồng vị của X. Y có ít hơn X là 1 nơtron và Y chiếm 4% về số nguyên tử của R. Tính nguyên tử lượng trung bình của R.
ĐS: a) P ; b) 30,96
Nguyên tố A có hai đồng vị X và Y. Tỉ lệ số nguyên tử của X : Y là 45 : 455. Tổng số hạt trong nguyên tử của X bằng 32. X nhiều hơn Y là 2 nơtron. Trong Y số hạt mang điện gấp 2 lần số hạt không mang điện. Tính nguyên tử lượng trung bình của A.
ĐS: 20,18
Khối lượng nguyên tử của B bằng 10,81. B trong t