Bài 1 THÀNH PHẦN NGUYÊN tử

CHƯƠNG 1: NGUYÊN TỬ BÀI 1: THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ Mục tiêu  Kiến thức + Nêu kích thước, khối lượng thành phần nguyên tử + Nêu kích thước, khối lượng điện tích hạt tạo thành nguyên tử  Kĩ + Suy luận số proton số electron + Giải tập thành phần nguyên tử Trang I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Nguyên tử cấu tạo gồm: vỏ nguyên tử hạt nhân nguyên tử Vỏ nguyên tử gồm electron mang điện tích âm, chuyển động xung quanh hạt nhân không gian rỗng nguyên tử Hạt nhân nguyên tử gồm proton (mang điện tích dương) nơtron (không mang điện) Khối lượng electron không đáng kể so với khối lượng proton, nơtron nên khối lượng nguyên tử tập trung hạt nhân Khối lượng, kích thước điện tích electron, proton nơtron vơ nhỏ Ngun tử trung hịa điện nên: Số proton = số electron mnguyên tố  mp + mn = mhạt nhân Vnguyên tố >> Vhạt nhân SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA Các electron (e) VỎ NGUYÊN TỬ Mang điện âm NGUYÊN TỬ Proton (p) Mang điện dương HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Nơtron (n) Không mang điện II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Bài toán loại hạt Bài toán 1: Các loại hạt nguyên tử Phương pháp giải Đối với nguyên tử X: Gọi Z số proton X  số electron X Z Gọi N số nơtron X Tổng số hạt nguyên tử X = Số p + Số n + Số e = 2Z + N Số hạt mang điện nguyên tử X = Số p + Số e = 2Z Số hạt mang điện hạt nhân nguyên tử X = Số p =Z Trang Số hạt không mang điện X = Số n = N Ví dụ: Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt 40 Trong số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 12 Nguyên tố X A Al B Na C Ca D O Hướng dẫn giải Nguyên tử X có tổng số hạt 40 nên ta có: P  N  E  2Z  N  40  * Số hạt mang điện: 2Z Số hạt không mang điện: N Số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 12, nên ta có: Z  N  12 ** Từ (*) (*) ta có hệ phương trình: 2Z  N  40 Z  13   2Z  N  12  N  14  Nguyên tố X Al (nhôm)  Chọn A Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt proton, nơtron, electron 52 Trong hạt nhân nguyên tử X có số hạt không mang điện nhiều số hạt mang điện Số proton X A 16 B 18 C 19 D 17 Hướng dẫn giải Gọi Z số proton X  số electron X Z Gọi N số nơtron X Ta có: Số proton + số nơtron + số electron = 52 (*) Số nơtron - số proton = (**)  Z  N  Z  52  Z  17  N  Z   N  18 Từ (*) (**) ta có hệ phương trình:   Chọn D Ví dụ 2: Ngun tử nguyên tố X có tổng số hạt 115 Số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 25 Số nơtron X A 45 B 35 C 80 D 81 Hướng dẫn giải Gọi Z số proton X  số electron X Z Gọi N số nơtron X Ta có: Trang Số proton + số nơtron + số electron = 115 (*) Số proton + số electron – số nơtron =25 (**)  Z  N  Z  115  Z  35  Z  Z  N  25   N  45 Từ (*) (**) ta có hệ phương trình:   Chọn A Lưu ý: Tổng số hạt = x Số hạt mang điện – số hạt không mang điện = y Z  x y Bài toán 2: Các loại hạt ion ‣ Phương pháp giải Ion hình thành cách thêm bớt electron lớp vỏ Ví dụ: Xác định số proton, số electron, số nơtron ion X n Hướng dẫn giải Gọi Z số proton X  Số proton X n  Z ; Số electron X n   Z  n  Gọi N số nơtron X  Số nơtron X n   N Ví dụ: Xác định số proton, số electron, số nơtron ion X n Hướng dẫn giải Gọi Z số proton X  Số proton X n  Z Số electron X n   Z  n  Gọi N số nơtron X  Số nơtron X n   N Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Một ion M 3 có tổng số hạt proton, nơtron, electron 79, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 19 Số electron M 3 A 26 B 23 C 30 D 27 Hướng dẫn giải Gọi Z số proton M  Số electron M Z Gọi N số nơtron M Trang Trong ion M 3 ta có: Số proton + số nơtron + số electron = 79 (*) (Số proton + số electron) - số nơtron = 19 (**) Từ (*) (**) ta có hệ phương trình:  Z  N   Z  3  79 2 Z  N  82  Z  26    Z  N  22  Z  Z    N  19     N  30    Do đó, số electron M 3  Z   23  Chọn B Lưu ý: Xét M n Tổng số hạt = x Số hạt mang điện nhiều số hạt khơng mang điện = y, ta có cơng thức tính nhanh Z: Z x  y  2n Ví dụ 2: Một ion X 2 có tổng số hạt 26, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 10 Số electron X 2 A B 11 C D 10 Hướng dẫn giải Gọi Z số proton X, N số nơtron X Trong ion X 2 ta có: Số proton + số nơtron + số electron = 26 (*) (Số proton + số electron) - số nơtron = 10 (**) Từ (*) (**) ta có hệ phương trình:  Z  N   Z    26 2 Z  N  24  Z     Z  N   Z  Z    N  10    N      Số electron X 2  Z   10  Chọn D Lưu ý: Xét X n Tổng số hạt = x Số hạt mang điện nhiều số hạt khơng mang điện = y, ta có cơng thức tính nhanh Z: Z x  y  2n Bài toán 3: Xác định số hạt biết tổng số hạt nguyên tử Phương pháp giải Trang Đối với nguyên tố có số proton từ đến 82   Z  82  Ln có:  N  1,5 Z Ví dụ: X có tổng số hạt x Tìm khoảng xác định số proton X theo x Hướng dẫn giải Gọi Z số proton X  Số electron X Z Gọi N số nơtron X  x  2Z  N  N  x  2Z Ta có:  N  1,5 Z x  2Z  1,5 Z x x  Z 3,5 1  x x ;  Vậy, khoảng xác định số proton X theo x là:   3,5  Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Tổng số hạt proton, nơtron, electron nguyên tử nguyên tố X 13 Tổng số proton nơtron X A B C D 10 Hướng dẫn giải Gọi Z số proton X  Số electron X Z Gọi N số nơtron X Ta có: Số proton + số nơtron + số electron = 13  Z  N  Z  13 N 1 Mà:  13  2Z N  1,5 Z 13  Z  1,5 Z  3,7  Z  4,3 1 Z * nên Z   N  Do đó: Z  N   Chọn C Lưu ý: Tổng số hạt  x Trang  x x Z 3,5 Bài toán 4: Xác định số hạt hợp chất Phương pháp giải Số hạt hợp chất tổng số hạt nguyên tử tạo thành hợp chất Ví dụ: Xác định số proton, số electron, số nơtron hợp chất M có cơng thức X nYm Hướng dẫn giải Số proton M  n.Z X  m.ZY Số electron M  n.Z X  m.ZY Số nơtron M  n.N X  m.NY Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Một oxit có cơng thức X2O có tổng số hạt phân tử 66 số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 22 hạt Biết nguyên tử oxi có proton nơtron Số proton X A B C D Hướng dẫn giải Gọi Z X , N X số proton số nơtron X Trong X2O có tổng số hạt phân tử 66 số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 22 hạt nên ta có: 2  2Z X  N X    2Z O  NO   66 *  4Z X  2Z O   N X  NO   22 Mặt khác: Nguyên tử oxi có proton nơtron nên ta có: ZO  NO  ** 4Z X  N X  42  Z X   4Z X  N X  14 N X  Từ (*) (**) suy ra:   Chọn A Lưu ý: X nYm : Tổng số hạt = x Số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện = y nZ X  mZY  x y Bài tập tự luyện dạng Bài tập Trang Câu 1: Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt p, e, n 58 Số hạt proton chênh lệch với hạt nơtron không đơn vị Số proton X A 17 B 16 C 19 D 20 Câu 2: Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt (proton, nơtron, electron) 82, biết số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 22 Tổng số proton số nơtron X A 57 B 55 C 56 D 58 Câu 3: Nguyên tử R có tổng số hạt 46 Trong hạt nhân nguyên tử R, số hạt không mang điện nhiều số hạt mang điện hạt Số proton R A 15 B 16 C 14 D 17 Bài tập nâng cao Câu 4: Tổng số hạt cation R+ 57 Trong nguyên tử R, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 18 hạt số electron R+ A 19 B 18 C 20 D 17 Câu 5: Nguyên tử nguyên tố Y có tổng số hạt 16 Số electron nguyên tử Y A B C 10 D 11 Câu 6: Tổng số electron ion AB43 50 Số hạt mang điện nguyên tử A nhiều số hạt mang điện hạt nhân nguyên tử B 22 Số proton nguyên tử A, B A 16 B 16 C 15 D 15 Dạng 2: Bán kính nguyên tử Phương pháp giải Thể tích hình cầu là: V  Trong đó: r V thể tích hình cầu r bán kính hình cầu Phần trăm thể tích nguyên tử tinh thể = V nguyên tử 100% V tinh thể mol chứa 6,02.1023 nguyên tử, phân tử, ion Một số đơn vị: 1m = 100 cm 1cm = 10-2 m 1Å= 10-10m 1nm = 10-9m Ví dụ: Khối lượng riêng kim loại X D g/cm3 Giả thiết rằng, tinh thể X nguyên tử hình cầu chiếm a% thể tích tinh thể, phần cịn lại khe rỗng Xác định bán kính nguyên tử X tính theo lí thuyết Hướng dẫn giải Lấy mol X Trang DX  mX  DX  Vtinh the Ca M X Vtinh the Ca MX cm3 DX  Vtinhthe X  Thể tích mol X V1mol X  a%.Vtinh the X  a% MX DX Thể tích nguyên tử X V1 nguyen tu X  V1 mol X 6,02.10 23  M a% X 23 6,02.10 DX M   r3  a% X 23 6,02.10 DX r  3 M a% X 23 4 6,02.10 DX Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Khối lượng riêng canxi kim loại 1,55 g/cm3 Giả thiết rằng, tinh thể canxi nguyên tử hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần cịn lại khe rỗng Bán kính nguyên tử canxi tính theo lí thuyết A 0,185 nm B 0,196 nm C 0,155 nm D 0,168 nm Hướng dẫn giải Lấy mol Ca DCa  mCa Vtinh the Ca  DCa  M Ca M  Vtinh the Ca  Ca cm3 Vtinh the Ca DCa Thể tích mol Ca V1mol Ca  74 74 M Ca Vtinh theCa  100 100 DCa Thể tích nguyên tử Ca V1 nguyen tu Ca  V1 mol Ca 6,02.10 23  74 M Ca 23 6,02.10 100 DCa  74 M Ca r  23 6,02.10 100 DCa  74 40 3,14.r  23 6,02.10 100 1,55  r  1,96.10 8 cm  0,196nm  Chọn B Trang Lưu ý: r 3 74 M Ca 23 4 6,02.10 100 DCa r 3 74 40 23 4 6,02.10 100 1,55  r  1,96.108 cm  0,196nm Ví dụ 2: Nguyên tử Au có bán kính khối lượng mol ngun tử 1,44 Å 197 g/mol Biết khối lượng riêng Au 19,36 g/cm3 Các nguyên tử Au chiếm phần trăm thể tích tinh thể? A 68% B 74% C 85% D 89% Hướng dẫn giải Khối lượng nguyên tử Au là: m1 nguyên tử Au  197 gam 6,02.1023 Thể tích nguyên tử Au là: V1 nguyên tử Au = 3,14 1, 44.108  cm3 Khối lượng riêng Au tính theo lí thuyết là: Dlí thuyết  197 6,02.1023 m   26,18 g / cm3 V 3,14 1, 44.108  Gọi a phần trăm thể tích ngun tử Au chiếm Ta có: Dthực tế  a Dlí thuyết 100 a 26,18 100  a  74%  19,36   Chọn B Bài tập tự luyện dạng Câu 1: Bán kính nguyên tử khối lượng mol nguyên tử Fe 1,28 Å 56 g/mol Biết tinh thể Fe chiếm 74% thể tích, lại phần rỗng Khối lượng riêng sắt A 7,84 g/cm3 B 8,74 g/cm3 C 4,78 g/cm3 D 7,48 g/cm3 Câu 2: Ở 20°C khối lượng riêng Fe 7,87 g/cm3, với giả thiết tinh thể nguyên tử Fe hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần cịn lại khe rỗng cầu Cho khối lượng mol nguyên tử Fe 55,85 g/mol Bán kính nguyên tử Fe A 0,128 nm B 0,240 nm C 0,196 nm D 0,169 nm Trang 10 ĐÁP ÁN Dạng 1: Bài toán loại hạt 1- C 2- C 3- A 4- B 5- A 6- C Dạng 2: Bán kính nguyên tử 1- A 2- A Trang 11 ... TRỌNG TÂM Nguyên tử cấu tạo gồm: vỏ nguyên tử hạt nhân nguyên tử Vỏ nguyên tử gồm electron mang điện tích âm, chuyển động xung quanh hạt nhân không gian rỗng nguyên tử Hạt nhân nguyên tử gồm proton... VỎ NGUYÊN TỬ Mang điện âm NGUYÊN TỬ Proton (p) Mang điện dương HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Nơtron (n) Không mang điện II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Bài toán loại hạt Bài toán 1: Các loại hạt nguyên tử Phương... Câu 5: Nguyên tử nguyên tố Y có tổng số hạt 16 Số electron nguyên tử Y A B C 10 D 11 Câu 6: Tổng số electron ion AB43 50 Số hạt mang điện nguyên tử A nhiều số hạt mang điện hạt nhân nguyên tử B