Giáo án bồi dưỡng thao giảng, thi giáo viên hoá học 8 bài 4 Nguyên tử (17)

1 CHƯƠNG I  CẤU TẠO NGUYÊN TỬ  ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN  HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ 2 I. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 1. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ, PHẢN ỨNG HẠT NHÂN  THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ Nguyên tử là một hệ trung hòa điện gồm:  Hạt nhân  Các electron chuyển động quay xung quanh hạt nhân 3  KÍCH THƯỚC Hạt nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ so với nguyên tử: d nguyên tử =10 -1 nm d hạt nhân nguyên tử = 10 -5 nm.  KHỐI LƯNG - Khối lượng của nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân nguyên tử (m hạt nhân = 99,9% m nguyên tử ). 4  ĐIỆN TÍCH - Điện tích electron bằng -1,60218.10 -19 coulomb là điện tích nhỏ nhất - ược chọn làm đơn vò điện tích (1-). Đ - Electron được kí hiệu - Số điện tích dương hạt nhân nguyên tử đúng bằng số thứ tự Z của nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn. e 0 1 − 5  HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - Hạt nhân nguyên tử được tạo thành từ 2 loại hạt cơ bản: + proton ( ): - m p = 1,6726.10 -27 kg = 1,007 u - điện tích dương (+1) + nơtron ( ): - m n = 1,6748.10 -27 kg = 1,008 u. - Trung hòa điện p 1 1 n 1 0 6  SỐ KHỐI - Số khối A : A = Z + N. - Khối lượng của electron rất nhỏ nên M ≅ A  ĐỒNG VỊ - Đồng vò là những dạng nguyên tử khác nhau của cùng một nguyên tố mà hạt nguyên tử của chúng tuy có cùng số proton nhưng khác số nơtron ( do đó khác số khối). 7 VÍ DỤ:  Nguyên tố hydrogen có 3 đồng vò : Protium 99,985% Deuterium (D) 0,015% Tritium (T) nhân tạo - Khối lượng nguyên tử thường là đại lượng trung bình của các đồng vò. Ví dụ: Nguyên tố Cu có 2 đồng vò bền: H 1 1 H 2 1 H 3 1 8 • Khối lượng nguyên tử khối trung bình của nguyên tố Cu: 0,6906x62,93 + 0,3091x64,9278 = 63,55 u - Sự tồn tại các đồng vò là nguyên nhân đầu tiên khiến cho M các nguyên tố thường là những số thập phân. Đồng vò Khối lượng nguyên tử Hàm lượng 63 Cu 62,93u 69,09% 65 Cu 64,9278u 30,91% 9 • - Đồng vò nguyên tố X có số khối A và điện tích hạt nhân Z được kí hiệu: • - Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân  ĐỘ BỀN HẠT NHÂN • - Các proton cùng mang điện tích dương và ở rất gần nhau do đó lực đẩy giữa chúng là rất mạnh. X A Z 10 • - Ngoài lực đẩy ra, giữa các hạt proton với nhau, giữa các proton với nơtron và giữa các hạt nơtron với nhau còn tồn tại một loại lực hút-khoảng-cách-ngắn. + Nếu lực đẩy lớn hơn lực hút, hạt nhân sẽ không bền và phân rã, đồng thời phát các bức xạ. + Nếu lực hút trội hơn hạt nhân sẽ bền vững. [...]... proton và nơtron cấu tạo nên hạt nhân 14 VÍ DỤ 19 9 - Đồng vị F có khối lượng : 18, 9 9 84 u - 9 proton và 10 nơtron có khối lượng tổng cộng: 9 x 1,00 782 5 + 10 x 1,0 086 65 = 19,157 08 u - Độ hụt khối: ∆m = 18, 9 9 84 -19,157 08 = - 0,1 587 u 15 - Theo định luật Einstein, năng lượng thốt ra khi có một hạt nhân ngun tử flo tạo thành: ∆E = ∆m.c2 ; 1 kg = 6,023.1026 u 8 2 − 0,1 587 x(3 10 ) −11 ΔE = = −2,37x10 J 26 6,023.10... lượng của nguyên tố phóng xạ bằng mt Ta có: mt = mo.e-kt - Thời gian cần thi t để phân hủy hết ½ khối lượng của nguyên tố phóng xạ (mt = ½ mo) được gọi làchu kì bán hủy Kí hiệu t1/2: t1/2 = 0,693 / k 21 • Các nguyên tố phóng xạ có thể có chu kì bán hủy cũng như hằng số phóng xạ rất khác nhau • Ví dụ: 2 38 92 U 2 14 84 4 → 234Th + 2 He t1/2 = 4, 51.1019 năm 90 Po → 210 82 Pb + 4 2 He t1/2 = 1,6.10 -4 s 22... nhân nguyên tử heli) 0 + tia β (chùm electron −1 e ) + tia γ ( không mang điện tích, tia tương tự tia X và có bước rất ngắn có khả 18 năng xuyên qua rất lớn) -Một nguyên tố được gọi là phóng xạ khi hạt nhân của nó tự phân rã -Do điện tích hạt nhân thay đổi, nguyên tử nguyên tố này biến thành nguyên tử của nguyên tố khác 226 222 4 Ra → 88 + 2 He 86 Rn •- Radon lại tiếp tục phóng xạ biến đổi thành nguyên. .. 2 4 ε o r 2 4 ε o r 4 ε o r 2 4 ε o r 32 2 n Thay r = × ao vào biểu thức trên ta được Z 2 2 Z e E=− 2× 2n 4 ε o ao Thay các giá trò vào tổ hợp các hằng số thuộc vế phải của biểu thức trên ta được một hằng số mới có tên là đơn vò năng lượng nguyên tử (a.u): 2 2 Z e 1a.u = E=− 2 4 ε o ao 2n 33 Trong hệ SI đơn vò năng lượng nguyên tử có tên riêng là hartree: 2 e − 18 1hartree = 1a.u = = 4, 35 98. 10 J 4 ε... những nguyên tố có số thứ tự nhỏ thì tỉ số trên gần bằng 1 Khi số thứ tự tăng thì tỉ số đó cũng tăng Các nguyên tố có Z = 2 đến Z = 82 có các đồng vò bền, tỉ số biến đổi từ : 1 – 1,5 24 11 + Hạt nhân nguyên tử chứa 2, 8, 20, 50, 82 hay 126 proton hoặc nơtron thường bền hơn + Hạt nhân nguyên tử có một số chẵn cả proton lẫn nơtron thường bền hơn hạt nhân có số lẻ cả proton lẫn nơtron + Kể từ poloni ( Z = 84 )... số nguyên Vận tốc v của điện tử: Do khi quay trên quỹ đạo thì lực hút của hạt nhân lên điện tử và lực li 30 tâm của điện tử phải bằng nhau, ta có: 2 2 mv Ze = 2 r 4 ε o r Thế giá trò v ở biểu thức trên ta được: + Bán kính r của quỹ đạo: 2 2 n ε oh r= × 2 Z πmee ε oh Đặt ao = 2 => πmee 2 ao là bán kính Bohr 2 n r = × ao Z 31 - Với các giá trò: εo = 8, 8 54. 10-12 C2.J-1m-2 ;h = 6,626.10-34Js me = 9,10 94. 10-31kg... radi phát ra để bắn phá hạt nhân nitơ: 14 4 N + 2 He → 17O + 1H 7 8 1 - Khi bắn tia α vào Al, ông bà Joliot Curie và Irene Curie thu được đồng vò photpho phóng xạ, đồng vò này phân hủy tiếp thành silic và hạt positron 23 2 CẤU TẠO VỎ ELECTRON Mô hình nguyên tử do Rutherford đề nghò: -Nguyên tử gồm một hạt nhân tích điện dương,tập trung phần lớn khối lượng của nguyên tử, và các electron quayquanh nó... theo cơ học cổ điển (thuyết Rutherford) không giải thích được tính bền của nguyên tử Ngoài ra, cũng không giải thích được sự có mặt phổ vạch của nó Mô hình nguyên tử Borh •Năm 1913, Niels Bohr giữ nguyên mô hình của Rutherford và kết hợp với thuyết lượng tử Planck đã đưa ra mẫu nguyên tử hidro dựa trên các đònh đề: 26  Trong nguyên tử electron có thể quay quanh hạt nhân không phải theo những quỹ đạo... hartree: 2 e − 18 1hartree = 1a.u = = 4, 35 98. 10 J 4 ε o ao b) Mô hình nguyên tử của Bohr cho phép giải thích được: +Bản chất vật lý của quang phổ vạch nguyên tử +Tính toán được vò trí các vạch quang phổ 34 hydro và các hạt có một điện tử bên ngoài •- Khí H2 loãng khi bò phóng điện, phân tử H2 bò phân li thành những nguyên tử •- Một số nguyên tử có nội năng dư phát ra những bức xạ •- Bức xạ này đi qua... x 6,022.1023 = - 1 ,43 x1013 J/mol = - 1 ,43 x1010 kJ/mol 16 SỰ PHÓNG XẠ -Hiện tượng một số nguyên tố phát ra bức xạ có khả năng xuyên qua các chất, ion hóa không khí, hóa đen kính ảnh -Phóng xạ tự nhiên và phóng xạ nhân tạo PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN -Các hợp chất của Uran có khả năng phát ra những tia không nhìn thấy được nhưng có tác dụng lên kính ảnh … ( gọi là tia 17 phóng xạ) - Các nguyên tố poloni và . vị có khối lượng : 18, 9 9 84 u. - 9 proton và 10 nơtron có khối lượng tổng cộng: 9 x 1,00 782 5 + 10 x 1,0 086 65 = 19,157 08 u - Độ hụt khối: ∆m = 18, 9 9 84 -19,157 08 = - 0,1 587 u. F 19 9 16 - Theo. nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ so với nguyên tử: d nguyên tử =10 -1 nm d hạt nhân nguyên tử = 10 -5 nm.  KHỐI LƯNG - Khối lượng của nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân nguyên. 1 CHƯƠNG I  CẤU TẠO NGUYÊN TỬ  ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN  HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ 2 I. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 1. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ, PHẢN ỨNG HẠT NHÂN  THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ Nguyên tử là một