Bài 2 hạt NHÂN NGUYÊN tử NGUYÊN tố hóa học ĐỒNG vị

CHƯƠNG 1: NGUYÊN TỬ BÀI 2: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ- NGUYÊN TỐ HÓA HỌC ĐỒNG VỊ Mục tiêu  Kiến thức + Nêu liên hệ số đơn vị điện tích hạt nhân với số proton số electron + Nêu biểu thức tính số khối hạt nhân nguyên tử + Nêu khái niệm nguyên tố hóa học, đồng vị, nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình  Kĩ + Suy luận số đơn vị điện tích hạt nhân số proton, số electron + Dự đoán nguyên tố hóa học đặc trưng số proton + Chứng minh nguyên tử khối nguyên tố hóa học nguyên tử khối trung bình đồng vị + Giải toán liên quan đến đồng vị Trang I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Trong nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số proton = số electron Số khối A  Z  N Kí hiệu nguyên tử: A Z X Nguyên tố hóa học nguyên tử có Z Các đồng vị nguyên tố hóa học nguyên tử có số Z, khác số N Nguyên tố X có đồng vị X1  x1 % , X  x2 %  , X  x3 %  , Ax x1  Ax2 x2    Ax  100   x  x   100  Đối với nguyên tố có  Z  82, ln có  N  1,5 Z SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HĨA ĐIỆN TÍCH HẠT Z = số p = số e NHÂN (Z) SỐ KHỐI (A) A=Z+N (N số nơtron) NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Cùng số proton ĐỒNG VỊ Khác số nơtron NGUYÊN TỬ KHỐI TRUNG BÌNH A a X  b.Y  100 II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Kí hiệu nguyên tử Phương pháp giải Kí hiệu nguyên tử: A Z X Trong đó: X kí hiệu hóa học nguyên tố Z = STT BTH = Số p = Số e Trang A  Z  N  Số khối Ví dụ: X có 11p, 12n Xác định kí hiệu nguyên tử X Hướng dẫn giải Ta có: Z  11  X Na Mặt khác: N  12  A  N  Z  23 Do đó, kí hiệu ngun tử X 23 11 Na Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt (p, n, e) 82, biết số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 22 Kí hiệu hố học X A 56 27 Fe B 57 28 Ni C 55 27 Co D 56 26 Fe Hướng dẫn giải Gọi Z số proton X  Số electron X Z Gọi N số nơtron X Tổng số hạt X 82, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 22 nên ta có: 2Z  N  82   Z  26  Fe     N  30 2Z  N  22  Do đó: A  Z  N  26  30  56  Kí hiệu X 56 26 Fe  Chọn D Lưu ý: Ta sử dụng cơng thức tính nhanh: ZX  82  22  26 Ví dụ 2: Phát biểu sau nói ba nguyên tử: 26 13 26 X , 55 26Y , 12 Z ? A X, Y thuộc nguyên tố hố học B X Z có số khối C X Y có số nơtron D X, Z hai đồng vị nguyên tố hố học Hướng dẫn giải X, Y khơng thuộc ngun tố hóa học X, Y có số proton khác  A sai X Z có số khối 26  B Ta có: Trang  Z  13 X  X  N X  13  AX  Z X  N X  26  ZY  26 55  NY  29 26 Y   A  Z  N  55 Y Y  Y 26 13 Nhận thấy: N X  NY  C sai X, Z khơng đồng vị có số proton khác  D sai  Chọn B Ví dụ 3: Nguyên tử R có tổng số hạt 46, có số hạt nơtron nhiều số hạt proton hạt Số khối R A 46 B 31 C 32 D 35 Hướng dẫn giải Gọi Z số proton R  Số electron R Z Gọi N số nơtron R Ta có: Số proton + số nơtron + số electron = 46 (*) Số nơtron - số electron = (**)  Z  N  Z  46 Z  15  N  Z    N  16 Từ (*) (**) suy ra:  Do đó: A  Z  N  31  Chọn B Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Số nơtron nguyên tử A 20 39 19 K B 39 C 19 D 58 Câu 2: Cho nguyên tử với thành phần cấu tạo sau: X (6n, 5p, 5e) Y (10p, 10e, 10n) Z (5e, 5p, 5n) T (11p, 11e, 11n) Có nguyên tố hóa học? A B Câu 3: Kí hiệu nguyên tử K C 39 19 D K Ion K+ có A 19 proton, 19 electron, 39 nơtron B 19 proton, 18 electron, 39 nơtron C 19 proton, 18 electron, 20 nơtron D 19 proton, 20 electron, 20 nơtron Câu 4: Trong dãy kí hiệu nguyên tử sau, dãy nguyên tố hóa học? A 14 A, 15 B B 16 18 C , 17 D, E C 56 26 G, 56 27 F D 20 10 H, 22 11 I Bài tập nâng cao Câu 5: Nguyên tử X có tổng số hạt 52 có số khối 35 Kí hiệu nguyên tử X Trang A 34 17 Cl B 32 16 S C 35 16 S D 35 17 Cl Câu 6: Phân tử X2Y3 có tổng số hạt electron 50, số electron nguyên tử X nhiều nguyên tử Y Kí hiệu hóa học X A Al B O C S D Cl Dạng 2: Bài toán đồng vị Bài toán 1: Nguyên tử khối trung bình Phương pháp giải Ngun tố X có đồng vị X1  x1 % , X  x2 %  , X  x3 %  , Trong x1 , x2 , x3 , phần trăm số nguyên tử X1 , X , X , Ax x1  Ax2 x2    Ax  100   x  x   100  Ví dụ: Trong tự nhiên, clo có hai đồng vị 35Cl chiếm 75% số nguyên tử, lại 37Cl Tính ngun tử khối trung bình clo? Hướng dẫn giải Phần trăm đồng vị 37Cl %37 Cl  100%  75%  25% Nguyên tử khối trung bình clo ACl  35.75  37.25  35,5 100 Ví dụ mẫu 12 Ví dụ 1: Nguyên tố cacbon có hai đồng vị C chiếm 98,89% 13 C chiếm 1,11% Nguyên tử khối trung bình cacbon A 12,500 B 12,022 C 12,011 D 12,055 Hướng dẫn giải Nguyên tử khối trung bình cacbon AC  12.98,89  13.1,11  12,0111 100  Chọn C Ví dụ 2: Nguyên tử khối trung bình nguyên tố R 79,91 R có hai đồng vị Biết 79 Z R chiếm 54,5% Nguyên tử khối đồng vị thứ hai A 80,0 B 81,0 C 82,0 D 80,5 Hướng dẫn giải Gọi nguyên tử khối đồng vị thứ hai A Trang A Ta có: % 79 Z R  % Z R  100%  54,5%  % ZA R  100%  % ZA R  45,5% Nguyên tử khối trung bình R 79,91 nên ta có: 79.54,5  A.45,5  79,91 100  A  81 R  Chọn B Lưu ý: A 79,91.100  79.54,5  81 100  54,5 Ví dụ 3: Agon tách từ khơng khí hỗn hợp ba đồng vị: 99,6% 40Ar; 0,063% 38Ar; 0,337% 36Ar Thể tích 10 gam Ar (đktc) A 5,60 lít B 2,24 lít C 3,36 lít D 4,48 lít Hướng dẫn giải Nguyên tử khối trung bình Ar A Ar  40.99,6  38.0,063  36.0,337  39,98526 100 Do đó: nAr  mAr 10   0, 25mol M Ar 39,98526  VAr  0,25.22,4  5,6 lít  Chọn A Ví dụ 4: Clo có hai đồng vị 35 17 Cl Phần trăm số nguyên tử đồng vị A 75% 37 17 37 17 Cl Cho biết khối lượng nguyên tử trung bình clo 35,5 Cl hỗn hợp B 40% C 60% D 25% Hướng dẫn giải Gọi phần trăm số nguyên tử  x  y  100 35 Cl , 37 Cl x%, y%  * Nguyên tử khối trung bình clo 35,5 nên ta có: 35 x  37 y  35,5 100 ** Từ (*) (**) suy ra: x  75; y  25  Chọn D Trang Bài toán 2: Đếm số loại phân tử Phương pháp giải Liệt kê đồng vị nguyên tố phân tử Tổ hợp đồng vị hình thành phân tử cho Ví dụ: Oxi có ba đồng vị 16O, 17O,18O Có loại phân tử O2? Hướng dẫn giải Oxi có ba đồng vị 16O, 17O, 18O Các phân tử O2 thỏa mãn gồm: 16O16O, 16O17O, 16O18O, 17O17O, 17O18O, 18O18O  Có sáu loại phân tử O2 thỏa mãn Ví dụ mẫu 35 37 Cl ; 17 Cl Có thể tạo số phân tử hiđro clorua (HCl) Ví dụ 1: Có đồng vị sau 11 H ; 12 H ; 17 A B C D Hướng dẫn giải Các phân tử HCl tạo là: 11 H1735Cl , 11H1737Cl , 12 H1735Cl , 12 H1737Cl  Chọn D Ví dụ 2: Trong tự nhiên cacbon có hai đồng vị 12C 13C, oxi có ba đồng vị 16O, 17O 18O Số loại phân tử CO2 từ đồng vị A 12 B C D 15 Hướng dẫn giải Số loại phân tử CO2 là: 12 16 C O16O, 12C16O17O 12C16O18O, 12C17O17O, 12C17O18O, 12C18O18O 13 16 C O16O, 13C16O17O, 13C16O18O, 13C17O17O, 13C17O18O, 13C18O18O  Có 12 loại phân tử CO2  Chọn A Bài toán 3: Phần trăm khối lượng đồng vị hợp chất Phương pháp giải Lấy số mol hợp chất mol, từ ta tính số mol đồng vị  Tính phần trăm khối lượng đồng vị Ví dụ: Trong tự nhiên X có hai đồng vị X1 (x% số nguyên tử), X2 Tính phần trăm khối lượng đồng vị X1 X2On (biết 16 O ) Hướng dẫn giải Lấy n X 2On  mol  n X  2.1  mol  n X1  2.x% mol Ta có: A X  x Ax1  100  x  Ax2 100 Trang  % m X1  mX1 mX 2On 100%   Ax1  2.x%  Ax  16n  100% Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Trong tự nhiên, nguyên tố clo có hai đồng vị bền 75,77% số nguyên tử Phần trăm khối lượng A 26,16% 37 17 B 24,23% 35 17 Cl 37 17 Cl , đồng vị 35 17 Cl chiếm Cl CaCl2 C 16,16% D 47,80% Hướng dẫn giải 35 37 Cl  %17 Cl  100% Ta có: %17 37  %17 Cl  100%  75,77%  24, 23% Nguyên tử khối trung bình Cl ACl  35.75,77  37.24, 23  35, 4846 100 Gọi số mol CaCl2 mol  nCl  2.1  2mol Do đó: n37 Cl   %m37 Cl   24, 23  0, 4846mol 100 m37 Cl mCaCl2 100% 37.0, 4846 100%  40  35, 4846.2   16,16%  Chọn C Lưu ý: %m37 Cl  37.0, 2423.2 100% 40  35, 4846.2  16,16% Ví dụ 2: Trong tự nhiên, nguyên tố đồng có hai đồng vị 27% số nguyên tử Phần trăm khối lượng A 88,82% B 73,00% 63 29 63 29 Cu 65 29 Cu , đồng vị 65 29 Cu chiếm Cu Cu2O C 32,15% D 64,29% Hướng dẫn giải Ta có: %65 Cu  %63 Cu  100%  %63 Cu  100%  27%  73% Nguyên tử khối trung bình Cu là: ACu  65.27  63.73  63,54 100 Trang Gọi số mol Cu2O mol  nCu  1.2  2mol Do đó: n 63 Cu   %m63 Cu   73  1, 46mol 100 m63 Cu mCu2O 100% 63.1, 46 100%  63,54.2  16   64, 29% Lưu ý: 63.0,73.2 100% 63,54.2  16  64, 29%  %m63 Cu  Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Trong tự nhiên đồng có hai đồng vị 63Cu 65Cu, oxi có ba đồng vị phân tử đồng (II) oxit hình thành từ đồng vị A B C 16 O; 17O; 18O Số loại D Câu 2: Đồng có hai đồng vị 63Cu 65Cu Khối lượng nguyên tử trung bình đồng 63,54 Thành phần phần trăm số nguyên tử đồng vị 65Cu A 20% B 70% C 73% D 27% Câu 3: Trong tự nhiên, nguyên tố Bo có hai đồng vị 11B (80,1%) 10B Nguyên tử khối trung bình nguyên tố Bo A 10,2 B 10,8 Câu 4: Clo có hai đồng vị 35 17 Cl C 11,0 37 17 D 10,0 Cl Tỉ lệ tương ứng số nguyên tử hai đồng vị : Nguyên tử khối trung bình clo A 35,0 B 37,0 C 35,5 D 37,5 Bài tập nâng cao Câu 5: Hỗn hợp hai đồng vị bền ngun tố có ngun tử khối trung bình 40,08 Hai đồng vị có số nơtron hai hạt, đồng vị có số khối lớn chiếm 4% số nguyên tử Số khối lớn A 40 B 42 C 41 D 43 Câu 6: Một nguyên tố X có ba đồng vị X1, X2 X3 Đồng vị X1 chiếm 92,23%, X2 chiếm 4,67% X3 chiếm 3,10% số nguyên tử Tổng số khối ba đồng vị 87 Số nơtron đồng vị X2 nhiều số nơtron đồng vị X1 hạt Nguyên tử khối trung bình X 28,0855 X1 có số nơtron số proton Số nơtron X2 A 14 B 15 C 13 D 16 Trang Câu 7: Trong tự nhiên bạc có hai đồng vị bền 107,87 Hàm lượng 107Ag có AgNO3 A 35,56% B 43,12% A 8,43% Ag 109 Ag Nguyên tử khối trung bình Ag C 35,59% Câu 8: Trong tự nhiên clo có hai đồng vị bền: Thành phần phần trăm theo khối lượng 107 37 17 37 17 D 64,44% Cl chiếm 24,23% tổng số nguyên tử, lại 35 17 Cl Cl HClO4 B 8,79% C 8,92% D 8,56% ĐÁP ÁN Dạng 1: Kí hiệu nguyên tử 1- A 2- B 3- C 4- B 5- D 6- A 4- C 5- B 6- B Dạng 2: Bài toán đồng vị 1- D 2- D 3- B 7- C 8- C Trang 10 Trang 11 Trang 12 ... TÂM Trong nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số proton = số electron Số khối A  Z  N Kí hiệu nguyên tử: A Z X Nguyên tố hóa học nguyên tử có Z Các đồng vị nguyên tố hóa học nguyên tử... Một nguyên tố X có ba đồng vị X1, X2 X3 Đồng vị X1 chiếm 92,23%, X2 chiếm 4,67% X3 chiếm 3,10% số nguyên tử Tổng số khối ba đồng vị 87 Số nơtron đồng vị X2 nhiều số nơtron đồng vị X1 hạt Nguyên. .. số hạt electron 50, số electron nguyên tử X nhiều nguyên tử Y Kí hiệu hóa học X A Al B O C S D Cl Dạng 2: Bài toán đồng vị Bài tốn 1: Ngun tử khối trung bình Phương pháp giải Nguyên tố X có đồng