Giải Hóa 10: Bài 2. Hạt nhân nguyên tử, nguyên tố hóa học, đồng vị

BÀI 2. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ,
NGUYÊN TỐ HÓA HỌC, ĐồNG VỊ A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Điện tích hạt nhân
Proton mang điện tích 1+, nếu hạt nhân có z proton thì điện tích hạt nhân bằng z+ và số đơn vị điện tích hạt nhân bằng z.
Nguyên tử trung hòa điện nên số proton trong hạt nhân bằng số electron của nguyên tử. Vậy trong nguyên tử:
Số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) = số proton = số electron Thí dụ: số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử oxi là 8, vậy nguyên tử oxi có 8 proton và 8 electron.
SỐ khối
Số khối (kí hiệu là A) là tổng số hạt proton (kí hiệu là Z) và tổng số hạt nơtron (kí hiệu là N) của hạt nhân đó:
A = z + N
T1Ú dụ, hạt nhân Iguyên tử natri có 11 proton và 12 nơtron, vậy số khôi của hạt nhân natri là: A = 11 + 12 = 23.
Số đơn vị điện tích hạt nhân z và số khối A đặc trưng cho hạt nhân và cũng đặc trưng cho nguyên tử, vì khi biết z và A của một nguyên tử sẽ biết được số proton, số electron và cả số nơtron trong nguyên tử đó: N = A - z.
Thí dụ, nguyên tử K có A - 39 và z = 19, suy ra nguyên tử K có 19 proton, 19 electron và 20 nơtron.
NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
Định 'nghĩa
Nguyền tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhàn.
Sô" hiệu nguyên tử
Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố được gọi là số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.
- Số hiệu nguyên tử cho biết:
Số proton có trong hạt nhân nguyên tử.
Số electron có trong nguyên tử.
Số thứ tự của nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn.
Kí hiệu nguyên tử
Để biểu thị đặc trưng của nguyên tố hóa học người ta ghi số hiệu nguyên tử (số đơn vị điện tích hạt nhân Z) và số khối (A).
Chẳng hạn, kí hiệu nguyên tử của nguyên tố X được ghi:
X : kí hiệu nguyên tô' zx z : số hiệu nguyên tử
A:số khôi
Thí dụ: Kí hiệu j’Al cho biết: Nguyên tử AI có số khối là 27, số
hiệu nguyên tử là 13 => trong nguyên tử AI có 13 proton, có 27 - 13
= 14 nơtron và 13 electron. Nguyên tử khối của AI bằng 27 đvC.
ĐỒNG VỊ
Các đồng vị của cùng một nguyễn tố hóa. học là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron, do đó số khối A của chúng khác nhau.
Thí dụ:
Nguyên tố oxi có ba đồng vị: 'gO, 'gO,
Nguyên tố niken có bốn đồng vị: 2gNi, 2gNi, 2gNi, GgNi
Chú ý: Hầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều dồng vị.
NGUYÊN TỬ KHỐI VÀ NGUYÊN TỬ KHÔÌ TRUNG BÌNH CỦA CÁC
NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
Nguyên tử khối
Nguyên tử khối là khối lượng tương dối của nguyên tử. Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyền tử đó nặng góp bao nhiêu lần dơn vị khối lượng nguyên tử.
Vì khối lượng electron rất nhỏ so với khối lượng của hạt nhân nên có thể bỏ qua, do đó khôi lượng của nguyên tử bằng tổng khôi lượng của các proton và nơtron trong hạt nhân nguyên tử và bằng số khối (khi không cần độ chính xác cao).
Nguyên tử khối trung bình
Nhiều nguyên tố hóa học tồn tại nhiều đồng vị trong tự nhiên nên nguyên tử khối của các nguyên tố này là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị.
Giả sử một nguyên tố có hai đồng vị X và Y; X là nguyên tử khối của đồng vị X; Y là nguyên tử khôi của đồng vị Y; a là % số nguyên tử của đồng vị X; b là % số nguyên tử của đồng vị Y. Công thức tính nguyên tử khôi trung bình à là:	A = "X g"3—
Trong những tính toán không cần độ chính xác cao, có thể dùng số khối thay cho nguyên tử khối.
T1Ú dụ: Clo là hỗn hợp của hai đồng vị bền 17CI chiếm 75,77% và lỊCl chiếm 24,23% tổng số nguyên tử clo trong tự nhiên.
Nguyên tử khối trung bình của clo là:
-	75,77.35 , 24,23.37	__ _ , „
A(C1) = —— + —TTT— -35,5 đvC
100 100
B. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP SGK TRANG 13 - 14
Câu 1. Chọn c
Câu 2. Chọn D
Câu 3. Chọn B Ta có: Mcacbon =	= 12,011 (đvC)
Câu 4.
ỊLi, kí hiệu này cho ta biết:
Sô" hiệu nguyên tử của nguyên tô" Li là 3, điện tích hạt nhân nguyên tử là 3+, trong hạt nhân có 3 proton và 7 - 3 = 4 nơtron.
Vỏ nguyên tử Li có 3 electron.
Nguyên tử khôi của Li là 7u.
*gF, kí hiệu này cho ta biết:
Sô' hiệu nguyên tử của nguyên tô' F là 9, điện tích hạt nhân nguyên tử là 9+, trong hạt nhân có 9 proton và 19 - 9 = 10 nơtron.
Vỏ nguyên tử F có 9 electron.
Nguyên tử khôi của F là 19u.
lỈMg, kí hiệu này cho ta biết:
Số hiệu nguyên tử của nguyên tố Mg là 12, điện tích hạt nhân nguyên tử là 12+, trong hạt nhân có 12 proton và 24 - 12 = 12
. nơtron.
Vỏ nguyên tử Mg có 12 electron.
Nguyên tử khối của Mg là 24u.
20 Ca , kí hiệu này cho ta biết;
Số hiệu nguyên tử của nguyên tố Ca là 20, điện tích hạt nhân nguyên tử .là 20+, trong hạt nhân có 20 proton và 40 - 20 = 20 nơtron.
Vỏ nguyên tử Ca có 20 electron.
Nguyên tử khối của Ca là 40u.
Câu 5.
Gọi X là thành phần phần trăm của đồng vị “Cu
và (100 - x) là thành phần phần trăm của đồng vị “Cu .
rp TVT 65.X + 63(100 - x)
Ta có: Mcu =	—	 = 63,54
100
» 2x = 6354 - 6300 = 54 => X = 27 (%)
Vậy: 65Cu chiếm 27% và 63Cu chiếm 73%
Câu 6.
Trong nước nguyên chất có chứa chủ yếu là đồng vị JH và jH.
Gọi X là phần trăm về số mol nguyên tử của đồng vị jH và (100 - x) là phần trăm về số mol nguyên tử của đồng vị JH.
Ta có: 2'x + 1(100—— = 1,008 , giải ra được X = 0,8.
100
Khối lượng riêng của nước là 1 g/ml, vậy 1 ml nước có khối lượng 1 gam.
Khối lượng mol phân tử nước là 18 gam, vậy 1 gam nước có:
—~—- = -Ị- mol phân tử nước.
18g/mol 18
Một mol phân tử nước có 6,02.1023 phân tử nước.
6,02.1023
Vậy 1 ml nước có: ’	' — phân tử nước.
18
Một phân tử nước có hai nguyên tử hiđro, vậy số nguyên tử hiđro
của cả hai đồng vị có trong 1 ml nước hay 6’02-10 _ ph£n rá nirác 18
là:
6,02.1023.2
18
Trong đó, số nguyên tử của đồng vị jH là:
6,02.1023.2 0,8 _ o- in20 , , .
= 5,35.10 (nguyên tử).
18 100
*
Vậy: Trong 1 ml nước nguyên chất có 5,35.1O20 nguyên tử đồng vị ?H.
Câu 7. Theo tỉ lệ đã cho, ta có:
160	170	180
99,757 nguyên tử ? nguyên tử
Số nguyên tử 160 là:
0,039 nguyên tử 1 nguyên tử
0,204 nguyên tử ? nguyên tử
99,757 OEEQ
- 2558 (nguyên tư)
0,039
Số nguyên tử 1SO là:
0,204	,	, . X.-VX
= 5 (nguyên tư)
0,039
Vậy khi có 1 nguyên tử 170 thì có 2558 nguyền tử 160 và 5 nguyên tử 18O.
Câu 8. Nguyên tử khối trung bình của agon là:
40.99,6 + 38.0,063 + 36.0,337 = 39 98(đvC)
100
Phân tử Ar có một nguyên tử nên khối lượng mol phân tử của Ar là 39,98 gam. ở đktc thì 1 mol phân tử agon hay 39,98 gam có thể tích là 22,4 lít.
Vậy 10 gam agon có thổ tích (ở đktc) là:
22’4~1° = 5,603 (lít)
39,98