Giải Hóa 10: Bài 1. Thành phần nguyên tử
BÀI 1.THÀNH PHẦN NGYÊN TỬ A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ THÀNH PHẦN CẤU TẠO CỦA NGUYÊN TỬ Electron Sự tìm ra electron Năm 1897, nhà bác học Anh Tôm-xo'n đã phát hiện ra các hạt nhỏ bé mang điện tích âm, gọi là các electron, kí hiệu là e. Khối lượng và điện tích của electron. Khối lượng : me = 9,1094.10“31 kg = 9,109.1(T28 gam Điện tích: qe = -l,602.10”13C (culông) Điện tích cùa electron được kí hiệu là -e0 và qui ước bằng 1-. Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử Năm 1911, Rơ-dơ-pho (Rutherford) và các cộng sự đã cho các hạt ct mang điện dương bắn phá một lá vàng mỏng và dùng màn huỳnh quang đặt sau lá vàng đế theo dõi đường đi của hạt a. Kết quả thí nghiệm cho phép kết luận: Nguyên tử có cấu tạo rỗng. Một số hạt a bị lệch hướng do hạt nhân tích điện dương đẩy ra. Nhừng hạt bị bật trở lại là do đi đúng vào hạt nhân. Hạt nhân có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử. Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử Sự tìm ra proton Năm 1918, Rơ-dơ-pho phát hiện trong hạt nhân nguyên tử có loại hạt mang điện tích dương. Đó chính là ion dương H+, được kí hiệu bằng chữ p. Sự tìm ra nơtron Năm 1932, Chat-uých (Chadwick) dùng hạt a bắn phá hạt nhân nguyên tử beri đã quan sát được sự xuất hiện một loại hạt mới có khối lượng xấp xỉ khối lượng proton nhưng không mang điện, được gọi là nơtron, kí hiệu là n. Cấn tạo của hạt nhân nguyên tử Hạt nhân nguyên tử được tạo thành bởi các proton và nơtron. Vì nơtron không mang điện, số proton trong hạt nhân phải bằng số đơn vị điện tích dương của hạt nhân và bằng sô" electron quay xung quanh hạt nhân. GBT Hóa 10 CB KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG CỦA NGUYÊN TỬ Kích thước Nếu hình dung nguyên tử như một quả cầu, trong đó có các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân, thì nguyên tử đó có đường kính khoảng 10_1° m. Để biểu thị kích thước nguyên tử, người ta dùng đơn vị nanomet (viêt tăt là nm) hay angstrom (kí hiệu là A). 1 nm = 1CT9 m; 1 Ả = IO-10 m; 1 nm = 10 Ả • Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử hidro có bản lánh khoảng 0,053 nm = 0,53 Ẳ. Đường kính của hạt nhân nguyên tử còn nhỏ hơn, vào khoảng 10~5 nm = ÌO^Ẵ. Như vậy, đường kính của nguyên tử lớn hơn đường kính của hạt nhân khoảng 10 000 lần. Nếu ta hình dung hạt nhân là quả cầu có đường kính 10 cm thì nguyên tử là quả cầu có đường kính 1000 m = 1 km. Đường kính của electron và của proton còn nhò hơn nhiều (khoảng 10^3 nm), electron chuyển động xung quanh hạt nhàn trong không gian rỗng của nguyên tử. Khối lượng Để biểu thị khối lượng của nguyên tử, phân tử và các hạt proton, nơtron, electron người ta dùng đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u. lu bằng là — khôi lượng của một nguyên tử đồng vị cacbon 12. 12 Nguyên tử này có khôi lượng là 19,9265.10“27kg. lu = 19’ 9265.10 27 kg = Ị 0005 10-27 k 12 Khối lượng của một nguyên tử tính bằng đơn vị cacbon gọi là nguyên tử khôi. Nguyên tử khối là khối lượng tương đô’i của nguyên tử. Khôi lương và điện tích của các hạt tạo nên nguyên tử Đặc tính hạt Vỏ electron của nguyên tử Hạt nhân Electron (e) Proton (p) Nơtron (n) Điện tích q qe = -1,602.10’19C = -e0= 1- qp = 1,602.10_19C = e0 = 1+ qn = 0 Khối me = 9,109.10~31kg mp = 1,6726.10 27kg m = 1,6748.10’27kg lượngm me = 0,00055u mp « lu mn « lu Proton và nơtron có khối lượng xấp xỉ bằng nhau, còn electron có khối lượng rất bé nên khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân. Hay nói cách khác, khôi lượng của hạt nhân được coi là khối lượng nguyên tử. B. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP SGK TRANG 9 Cậu 1. Chọn B Câu 2. Chọn D Câu 3. Chọn c Hướng dẫn Theo đe bai, d nguyên tử = 10 000 X d hạt nhản d nguyên tữ = 10 000 X 6 = 60 000 (cm) = 600 (m). Câu 4. Tỉ số về khôi lượng của electron so với proton là: 9,1.1031 kg ~ 1 1,67.10'27 kg ' 1836 Tỉ số về khối lượng của electron so với nơtron là: 9,1.10'31 kg ~ 1 1,675.10”27 kg * 1840 Câu 5. a) Tính khối lượng riêng của nguyên tử kẽm: Ta có: rzn = 1,35 X 101 nm = l,35.10“8cm (1 nm = 10"9m) Mà: lu = l,66.10-24 gam mzn = 65 X 1,66.10“24 (gam) = 107,9.10-24 (gam) V nguyên tữZn DnguyêntửZn “24 (cm3) = ịrcr3 = ị 71.(1,35.10‘8)3 = 10,3.10 3 3 10,48 (g/cm3). _ mnguyẽntữZn _ 107,9.10~24 gam _ " <éntửZn ■ 10,3.10-24cm3 Vậy khôi lượng riêng của nguyên tử kẽm là 10,48 g/cm3 b) Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm 1" hạt nhân Zn = 2.10-6nm = C2.10-6 X 10-7) cm - 2.10"13(cm) V hạt nhân nguyên tử Zn = .(2.10’13)3 = 33,49.IO’39 (cm3) O Thực tế, hầu như khôi lượng của nguyên tử chỉ tập trung ở hạt nhân nên khối lượng của hạt nhân là: 65 X 1,66.10~24 = 107,9.10“24 (gam) Vậy: Dhạt nhân nguyên tử Zn = = 3,22.1015 (g/cm3) oOjTry.-LL/ cm = 3,22.109 tấn/cm° = 3,22 tỉ tấn/lcm3.