Bài 1: Trình bày các hiện tợng xảy ra khi Tôm-xơn nghiên cứu hiện tợng phóng điện trong chân không và đã phát hiện ra tia âm cực. Tia âm cực có đặc điểm nh thế nào? So sánh với các hạt vật chất đã học từ đó cho biết về hạt electron?
Kiến thức cũ Bài làm Điều chưa biết kiến thức mới
Điều đã cho Điều phải tìm
dạy
+ Năm 1897, nhà bác học Tôm-xơn đã cho phóng điện với hiệu điện thế 15kV, đặt trong một ống gần nh chân không (p = 0,001 mmHg) và thấy màn huỳnh quang trong ống phát sáng do những tia phát ra từ cực âm và đợc gọi là tia âm cực.
+ Đặc điểm tia âm cực:
- Chong chóng quay chứng tỏ tia âm cực là chùm hạt vật chất có khối l- ợng và chuyển động với vận tốc lớn.
- Tia âm cực lệch về phía cực dơng chứng tỏ chùm hạt mang điện tích âm.
+ Đặc điểm của các hạt tạo nên tia âm cực cũng là đặc điểm của các hạt electron trong nguyên tử đã học ở lớp 8.
⇒ Kết luận: Những hạt tạo thành tia âm cực là electron, kí hiệu e.
Kiến thức cũ:
Đặc điểm hạt electron (bài 4 - Lớp 8): Có khối lợng, có điện tích âm nhỏ nhất và electron chuyển động rất nhanh quanh hạt nhân.
Sự tơng tác giữa các điện tích: Cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau.
Kiến thức mới:
Sự tìm ra electron: Những hạt tạo thành tia âm cực là electron.
Bài 2: Nguyên tử 2
1H có khối lợng là 3,34831094.10-27 kg.
a) Tính khối lợng của electron.
Biết mp = 1,6726.10-27 kg; mn = 1,6748.10-27 kg
b) Tính khối lợng của các nguyên tử 16
8O, 2311Na. 11Na.
So sánh tổng khối lợng của các electron và khối lợng của các nguyên tử, từ đó có nhận xét gì?
Hớng dẫn: Nguyên tử 2
1H gồm có 1e, 1p, 1n.
a) m H = mp + me+ mn ⇒ me = mH – mp – mn
dạy = 9,1094.10-31 kg b) mO = 8.mp + 8.me + (16- 8).mn = 8.1,6726.10-27 + 8.9,1094.10-31 + 8.1.6748.10-27 = 2,678648752.10-26 kg Tơng tự cho Na
∑me (trong nguyên tử) << mnguyên tử
Nhận xét:
Khối lợng nguyên tử có thể coi là tổng khối lợng các hạt proton và nơtron (bỏ qua khối lợng electron).
Kiến thức cũ: (đã học ở bài 4 – Lớp 8)
+ Thành phần nguyên tử chỉ gồm các hạt p, n, e.
+ p, n, e đều là các hạt có khối lợng và khối lợng nguyên tử chính là khối lợng các hạt tạo nên nó.
Kiến thức mới:
- Biết đợc khối lợng electron, proton, nơtron.
- mnguyên tử = mp + mn >> me . Khối lợng nguyên tử hầu nh tập trung ở hạt nhân.
Bài 3: Hãy cho biết điện tích của electron biết trong các nguyên tử proton có điện tích là +1,602.10-19 C.
Hớng dẫn:
Nguyên tử gồm p, n, e. Trong đó nơtron trung hòa về điện, proton mang điện tích dơng, electron mang điện tích âm. Mà nguyên tử trung hòa về điện nên điện tích của electron là - 1,602.10-19C.
Kiến thức cũ: Đặc điểm các hạt cấu tạo nên nguyên tử : + Nguyên tử trung hòa về điện .
+ Số hạt proton bằng số hạt electron. Kiến thức mới:
dạy
qp = +1,602.10-19 C
Bài 4: Rơ- dơ- pho và các cộng sự đã cho các hạt α bắn phá một lá vàng và
dùng màn huỳnh quang đặt sau lá vàng để theo dõi đờng đi của hạt α. Kết quả
cho thấy hầu hết các hạt α đều truyền thẳng qua các lá vàng, nhng có một số ít
hạt bị lệch hớng ban đầu và một số rất ít bị bật lại phía sau khi gặp lá vàng. Dựa vào kết quả trên hãy rút ra kết luận về cấu tạo nguyên tử?
Hớng dẫn:
Kết quả trên chứng tỏ nguyên tử phải có cấu tạo rỗng. Các electron chuyển động tạo ra vỏ electron bao quanh một hạt nhân mang điện tích dơng có kích thớc nhỏ bé so với kích thớc nguyên tử, nằm ở tâm nguyên tử. Đó chính là hạt nhân. Nh vậy hạt nhân nguyên tử bao gồm các phần tử mang điện
tích dơng tập trung thành một điểm và có khối lợng lớn. Hạt α mang điện tích
dơng khi đi gần đến hoặc va chạm phải hạt cũng mang điện tích dơng, có khối lợng lớn nên nó bị đẩy và chuyển động chệch hớng hoặc bị bật ngợc trở lại.
Kiến thức đã biết:
+ Đặc điểm các hạt cấu tạo nên nguyên tử: Hạt nhân gồm proton mang điện tích dơng, nơtron không mang điện và vỏ tạo bởi 1 hay nhiều nguyên tử electron mang điện tích âm (đã học bài 4: Nguyên tử - Hóa học 8).
+ Hạt α là hạt có điện tích e+ và khối lợng gấp 4 lần nguyên tử Hiđro.
Sự tơng tác tĩnh điện giữa các hạt mang điện (đã học ở chơng trình môn Vật lý).
Kiến thức mới thu đợc:
Kết luận về cấu tạo nguyên tử: Nguyên tử có cấu tạo rỗng, các e chuyển động xung quanh hạt nhân tích điện dơng nằm ở tâm của nguyên tử và có kích thớc rất nhỏ bé so với nguyên tử.
Bài 5: Bắn phá hạt nhân nguyên tử N bằng hạt α, Rơ-dơ-pho đã quan sát thấy sự xuất hiện hạt nhân nguyên tử Oxi và một loại hạt có khối lợng gấp
dạy
1836,125321 khối lợng của electron, và mang một đơn vị điện tích dơng. Đó là loại hạt nào?
Hớng dẫn:
mhạt X =1836,125321.me ⇒ me = 0,0005.mp
Hạt X mang một đơn vị điện tích dơng: 1+ Nh vậy đó chính là hạt proton (p)
Kiến thức đã biết:
+ Hạt nhân nguyên tử gồm proton và nơtron: proton có điện tích 1+; nơtron không mang điện.
+ me = 0,005.mp (đã học bài 4: Nguyên tử - Hóa học 8).
+ me = 9,1094.10-31 (đã học ở phần trớc)
Kiến thức mới thu đợc:
+ Sự tìm ra proton.
+ mp = 1836,125321.me = 1836,125321.9,1094.10-31 = 1,6726.10-27 kg
Bài 6: Chat-uých đã dùng hạt α bắn phá hạt nhân nguyên tử Beri đã quan sát thấy sự xuất hiện của một hạt có khối lợng gấp 1838,54 khối lợng của electron. Hạt đó là thành phần của nguyên tử và không mang điện. Đó là hạt gì? Tính khối lợng của nó.
Hớng dẫn:
mhạt X = 1838,54.me = 1838,54.9,1094.10-31 = 1,6748.10-27 kg.
Hạt X không mang điện là thành phần của nguyên tử. Vậy đó chính là nơtron.
Kiến thức đã biết:
+ Nguyên tử gồm 3 hạt: p, n, e trong đó chỉ nơtron là không mang điện (đã học ở chơng trình hóa học 8).
+ me = 9,1094.10-31 kg (đã học ở phần trớc).
dạy
Bài 7: Hạt nhân của nguyên tử có khối lợng riêng là 1,174.1014 g/cm3. Nếu xem hạt nhân nh một khối cầu hãy tìm biểu thức liên hệ giữa bán kính hạt nhân và số khối (A) của nguyên tử?
Hớng dẫn:
+ Khối lợng riêng của hạt nhân là: D =
Vm m . m = 23 6,023.10 A ; V = 3 4 πR3. D = 1,17.1014 = 23 πR3 3 4 . 6,023.10 A ⇒ R = 1,5.10-13.A1/3 cm Kiến thức đã biết: + Biểu thức tính thể tích hình cầu : V = 3 4 πR3.
+ Biểu thức tính khối lợng riêng : D =
Vm m
.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Mối liên hệ giữa bán kính hạt nhân và số khối: R = 1,5.10-13.A1/3 cm
+ Khối lợng riêng hạt nhân không phụ thuộc vào số khối (tất cả hạt
nhân đều có cùng giá trị khối lợng riêng: D = 1,174.1014).
Bài 8: Tính khối lợng của 12
6C? Nếu lấy u làm đơn vị khối lợng nguyên tử thì
ta có m12
6C = 12u. Hãy tìm mỗi liên hệ giữa u và khối lợng của đồng vị 12
6C. Từ đó hãy giải thích ý nghĩa của đơn vị khối lợng này? (1u hay 1đ.v.C).
Hớng dẫn:
12
6C gồm 6 hạt proton, 6 hạt nơtron, 6 hạt electron:
m126C = 6.mp + 6.mn + 6.me = 19,9265.10-27 (kg). 6C = 6.mp + 6.mn + 6.me = 19,9265.10-27 (kg). m12 6C = 12u. ⇒ u = 12 19,9265.10−27 = 1,6605.10-27.
dạy
Đây chỉ là một đại lợng tơng đối cho biết đại lợng nguyên tử đang xét lớn gấp bao nhiêu lần khối lợng nguyên tử nguyên tố khác đợc thừa nhận làm đơn vị. Biết cách tính khối lợng thực của nguyên tử từ khối lợng tơng đối.
Kiến thức đã biết:
+ Cách tính khối lợng nguyên tử theo đơn vị kg (khối lợng thực). mnguyentu = ∑mp + ∑mn + ∑me (kg).
Kiến thức mới thu đợc:
+ Biết đợc ý nghĩa đơn vị khối lợng nguyên tử u (đ.v.C) (thông thờng ta hay dùng đơn vị này).
+ Biết đợc mối liên hệ giữa khối lợng tơng đối (u) với khối lợng thực (kg). 1u (hay 1đ.v.C) = 1,6605.10-27(kg) =
121 1
.m12 6C.
Bài 9: Cho các nguyên tử sau: 12 6C; 16
8O; 23
11Na. Hãy tính khối lợng hạt nhân,
khối lợng của các nguyên tử và so sánh để rút ra nhận xét?
Hớng dẫn: mhạt nhân = ∑mp + ∑mn ; mnguyên tử = ∑mp + ∑mn + ∑me * 12 6C: m12 6C = 6.me + 6.mp + 6.mn. = 6.0,00055 + 6.1 + 6.1 = 12,003 (u) mhạt nhân = 6.mp + 6.mn = 6.1 + 6.1 = 12(u) So sánh: nguyentu hatnhan m m = 12,00312 = 0,99975 * 16 8O: m16 8O = 8.me + 8.mp + 8.mn = 8.0,00055 + 8.1 + 8.1 = 16,0044(u) mhat nhân = 8.mp + 8.mn = 8.1 + 8.1 = 16(u) So sánh: nguyentu hatnhan m m = 16,0044 16 = 0,99725 * 23 11Na: mnguyên tử = 11.me + 11.mp + (23 – 11).mn = 11.0,00055 + 11.1 + 12.1 = 23,00605(u)
dạy So sánh: nguyentu hatnhan m m = 23,0060523 = 0,999733
Nhận xét: Khối lợng nguyên tử và khối lợng hạt nhân xấp xỉ bằng nhau nên ta có thể bỏ qua khối lợng của các hạt electron trong nguyên tử.
Kiến thức đã biết:
+ Cách tính khối lợng nguyên tử, cách tính khối lợng hạt nhân (có thể tính theo đơn vị u (đ.v.C) hoặc đơn vị kg).
Kiến thức mới thu đợc:
+ Tuy kích thớc của hạt nhân rất bé so với nguyên tử nhng có thể xem khối lợng nguyên tử bằng khối lợng của hạt nhân bỏ qua khối lợng của vỏ nguyên tử.
+ Nếu biết số khối thì có thể suy ra đợc nguyên tử khối, khối lợng mol nguyên tử.