Cấu tạo nguyờn tử

A. Bài tập tự luận

Dạng 1: Bài tập về kớch thước, khối lượng nguyờn tử, hạt nhõn nguyờn tử, nguyờn tố húa học, đồng vị

* Lưu ý về phương phỏp giải:

- Tớnh thể tớch của hạt nhõn nguyờn tử và nguyờn tử tớnh theo cụng thức thể tớch của hỡnh cầu: 3

3 4

r

V   ( trong đú r là bỏn kớnh nguyờn tử,  3,14) - Tớnh khối lượng riờng của hạt nhõn của hạt nhõn hoặc nguyờn tử:

V m d  ( trong đú m là khối lượng; V là thể tớch của nguyờn tử)

- Tớnh khối lượng nguyờn tử trung bỡnh:

100 ... . . 1 2 2 1   A x A x A

(trong đú A1, A2 ... là số khối cỏc đồng vị; x1, x2 ... là % số nguyờn tử)

- Mối quan hệ giữa cỏc đại lượng: Số khối, điện tớch hạt nhõn, số nơtron, số electron

* Hệ thống bài tập

1.1. Coi nguyờn tử flo (199F) như khối cầu cú đường kớnh bằng 10-1

nm và hạt nhõn cú đường kớnh bằng 10-6nm. Hóy tớnh:

a) Khối lượng hạt nhõn của nguyờn tử flo(kg).

b) Tỉ lệ thể tớch của nguyờn tử và thể tớch hạt nhõn flo. c) Tớnh khối lượng riờng của hạt nhõn nguyờn tử flo.

1.2. Cho rằng hạt nhõn nguyờn tử và chớnh nguyờn tử H cú dạng hỡnh cầu. Hạt nhõn nguyờn tử hiđro cú bỏn kớnh gần đỳng bằng 1015 m, bỏn kớnh nguyờn tử hiđro bằng 0,53.1010m. Hóy xỏc định khối lượng riờng của hạt nhõn và nguyờn tử hiđro.(cho mp = mn1,672.1027 kg, khối lượng electron = 9,109.1031 kg)

1.3. Tớnh bỏn kớnh nguyờn tử Mg. Biết rằng khối lượng riờng của Mg là 1,74 g/cm3

; thể tớch cỏc quả cầu chiếm 74% thể tớch của toàn mạng tinh thể và Mg=24,31.

1.4. Nếu thừa nhận rằng nguyờn tử Au cú dạng hỡnh cầu, sắp xếp đặc khớt bờn cạnh nhau thỡ thể tớch chiếm bởi cỏc nguyờn tử kim loại chỉ bằng 74% so với toàn khối tinh

thể. Hóy tớnh bỏn kớnh của nguyờn tử Au (theo đơn vị A0

). Biết khối lượng riờng của Au là 19,32 g/cm3

và Au=196,97).

1.5. Đối với cỏc hạt nhõn bền (Z cú giỏ trị từ 1 đến 82), thực tế cho thấy tỉ lệ

. 524 , 1 1  Z

N Dựa trờn cơ sở này hóy xỏc định số khối của nguyờn tử X và nguyờn tử Y.

Biết tổng số hạt cơ bản của X là 18; và của Y là 58 và số khối của Y nhỏ hơn 40.

1.6. Một nguyờn tố R cú 3 đồng vị X, Y, Z. Biết tổng số phần tử của 3 đồng vị bằng 129, số nơtron của đồng vị X hơn đồng vị Y một hạt. Đồng vị Z cú số proton bằng số nơtron.

a) Xỏc định điện tớch hạt nhõn nguyờn tử và số khối cỏc đồng vị. b) Biết 752,875.1020

nguyờn tử R cú khối lượng m gam; tỉ lệ số nguyờn tử như sau:

141 2769  y z và 390 611  x y

. Xỏc định khối lượng nguyờn tử trung bỡnh của R và tớnh m.

1.7. Nguyờn tố A cú 4 loại đồng vị cú cỏc đặc điểm sau: - Tổng số khối của 4 đồng vị là 825.

- Tổng số nơtron đồng vị A3 và A4 lớn hơn số nơtron đồng vị A1 là 121 hạt.

- Hiệu số khối của đồng vị A2 và A4 nhỏ hơn hiệu số khối của đồng vị A1 và A3 là 5 đơn vị .

- Tổng số phần tử của đồng vị A1 và A4 lớn hơn tổng số hạt khụng mang điện của đồng vị A2 và A3 là 333 và số khối của đồng vị A4 bằng 33,5% tổng số khối của ba đồng vị kia.

a) Xỏc định số khối của 4 đồng vị và số điện tớch hạt nhõn của nguyờn tố A.

b) Cỏc đồng vị A1 , A2 , A3 , A4 lần lượt chiếm 50,9%; 23,3%; 0,9% và 24,9% tổng số nguyờn tử . Hóy tớnhKLNT trung bỡnh của nguyờn tố A.

1.8. Trong tự nhiờn đồng vị 1737Cl chiếm 24,23 % số nguyờn tử clo. Biết nguyờn tử khối trung bỡnh của clo bằng 35,5; clo cú 2 đồng vị là1737Cl và 1735Cl; Hiđro là đồng vị 11H ; oxi là đồng vị 168O. Tớnh thành phần % về khối lượng 1737Cl cú trong HClO4.

1.9. M là kim loại tạo ra 2 muối MClx, MCly và 2 oxit MO0,5x, M2Oy. Thành phần % về khối lượng của clo trong 2 muối cú tỉ lệ 1: 1,173; của oxi trong 2 oxit cú tỉ lệ 1: 1,352.

b) Hóy cho biết trong cỏc đồng vị của M cú số khối lần lượt là 55; 56;57 và 58, thỡ đồng vị nào phự hợp với tỉ lệ 15 13  N Z . Dạng 2: Bài tập về húa học hạt nhõn * Lưu ý về phương phỏp giải

- Hoàn thành phản ứng hạt nhõn dựa vào định luật bảo toàn điện tớch và số khối. - Xỏc định độ phúng xạ (k), chu kỳ bỏn hủy (t1/2), thời gian phúng xạ(t) dựa vào

cỏc biểu thức : 1 N0 k= .ln t N ; 1/2 1 t .ln 2 k  * Hệ thống bài tập

1.10. Hoàn thành cỏc phản ứng hạt nhõn dưới đõy:

a) 2612Mg?1023Ne42He b) 199H11H?42He c) 2861Ni11H ?01n d) 21D?242He01n e) 105B01n22He? g) 24294Pu2210Ne?401n

1.11. Biết rằng quỏ trỡnh phõn ró tự nhiờn phỏt xạ cỏc tia  24He , β 0e

1

 và γ (một dạng bức xạ điện từ). Hóy hoàn thành cỏc phương trỡnh phản ứng hạt nhõn sau:

a) 21084U20682Pb? b) 146C147N ?

c) 23892U20682Pbx24Hey01e d) 23290Th20882Pbx24Hey10e

1.12. Urani phõn ró phúng xạ thành rađi theo chuỗi sau:

238U Th Pa U Th Ra

92

Viết đầy đủ cỏc phản ứng của chuỗi trờn.

1.13 Một mẫu 13153I sau 3,325 ngày phúng xạ được 25% (về khối lượng). a) Xỏc định hằng số phúng xạ và chu kỳ bỏn hủy.

b) Tớnh thời gian cần thiết để lượng chất ban đầu cũn 10%.

1.14. 137Cs là nguyờn tố phúng xạ dựng trong lũ phản ứng hạt nhõn, cú chu kỳ bỏn hủy là 30,2 năm. Sau bao nhiờu lõu lượng chất này cũn 1%.

1.15. Hoạt tớnh phúng xạ của 21084Po giảm đi 6,85% sau 14 ngày. Xỏc định hằng số tốc độ phõn ró, chu kỳ bỏn hủy và thời gian để cho nú phõn ró 75%.

Dạng 3: Bài tập về cấu hỡnh electron * Lưu ý về phương phỏp giải

- Biết số hiệu nguyờn tử (theo cỏc nguyờn lý và qui tắc) → Cấu hỡnh e → Số electron độc thõn, số electron lớp ngoài cựng → tớnh chất và ngược lại

* Hệ thống bài tập

1.16. Viết cấu hỡnh electron; xỏc định số electron lớp ngoài cựng cho cỏc nguyờn tử sau: B(Z=5); O(Z=8); Ne(Z=10); P( Z=15); Mn(Z=25); Fe(Z=26).

1.17. Biểu diễn sự phõn bố electron lớp ngoài cựng trờn obitan nguyờn tử (kể cả cấu hỡnh ở trạng thỏi kớch thớch nếu cú) và xỏc định số electron độc thõn cho cỏc nguyờn tử sau: C(Z=7); N(Z=9) và Cl( Z=17).

1.18. Viết cấu hỡnh electron cho cỏc nguyờn tử sau: Cr(Z=24), Cu(Z=29) và Ag(Z=47). Xỏc định số electron lớp ngoài cựng.

1.19. Hợp chất A cú cụng thức RX, trong đú R chiếm 22,33% về khối lượng. Tổng số hạt p, e, n trong A là 149. Tổng số hạt p trong R và X là 46. Số nơtron của X bằng 3,75 lần số nơtron của R. Xỏc định số p, số n trong R và X. Viết cấu hỡnh e cho R và X.

1.20. Cho hai nguyờn tử A và B cú tổng số hạt là 65 trong đú hiệu số hạt mang điện và khụng mang điện là 19. Tổng số hạt mang điện của B nhiều hơn của A là 26. Viết cấu hỡnh electron của A, B.

B. Bài tập trắc nghiệm

1.21. Nguyờn tử X cú bỏn kớnh R= 1,35.10-10m. MA=65. Khối lượng riờng (gam/cm3) của nguyờn tử X là

A. 5,4. B. 9,66. C.10,48. D. 6,92.

1.22. Nếu thừa nhận rằng nguyờn tử Cu cú dạng hỡnh cầu, sắp xếp đặc khớt bờn cạnh nhau thỡ thể tớch chiếm bởi cỏc nguyờn tử kim loại chỉ bằng 74% so với toàn khối tinh thể. Biết khối lượng riờng của Cu là 8,9 g/cm3

và Cu=63,546). Bỏn kớnh của nguyờn tử Cu là

A. 1,97 A0 . B. 1,44. A0 . C. 1,55 A0 . D. 1,28 A0 .

1.23. Nguyờn tử X cú bỏn kớnh 1,44.10-8 cm và khối lượng riờng thực là 19,36 g/cm3. Khối lượng mol nguyờn tử của nguyờn tố là

1.24. Nhọ̃n định nào sau đõy đúng khi nói vờ̀ 3 nguyờn tử : 26 55 26 13X, Y, Z ?26 12

A. X, Y thuụ̣c cùng mụ̣t nguyờn tụ́ hoá học. B. X và Z có cùng sụ́ khụ́i.

C. X và Y có cùng sụ́ nơtron.

D. X, Z là 2 đụ̀ng vị của cùng mụ̣t nguyờn tụ́ hoá học.

1.25. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong nguyờn tử bền của nguyờn tố X là 58. X cú số khối là

A. 39. B. 23. C. 32. D. 37.

1.26. Trong tự nhiờn oxi cú 3 đồng vị bền 168O, 178O, 188O và cac bon cú 2 đồng vị bền 12

6C và 13

6C. Số loại phõn tử khớ cacbonic cú khối lượng phõn tử là 45 và 46 lần lượt là

A. 2 và 2. B. 3 và 3. C. 2 và 3. D. 3 và 2.

1.27. Trong tự nhiên, nguyên tố đồng có hai đồng vị là 63

29Cu và 65

29Cu. Nguyên tử

khối trung bình của đồng là 63,546. Thành phần phần trăm tổng số nguyên tử của

đồng vị 63

29Cu là

A. 27%. B. 50%. C. 54%. D. 73%.

1.28. Nguyờn tử khối trung bỡnh của Clo bằng 35,5. Clo cú hai đồng vị 1735Cl và

Cl

37

17 . Phần trăm khối lượng của 1735Cl cú trong axit pecloric là giỏ trị nào sau đõy? A. 30,12%. B. 26,92%. C. 27,2%. D. 26,12%.

1.29. Nguyờn tử khối trung bỡnh của bo (B) là 10,81. Biết B gồm 2 đồng vị

B

10

5 và 115B. Hỏi cú bao nhiờu % số nguyờn tử đồng vị 115B trong axit H3BO3. A. 16,68%. B. 35,67%. C. 21,33 %. D. 14,17%.

1.30. Một mẫu đỏ chứa 13,2.10-6 gam 238U 92

và 3,42.10-6 206Pb

82 , biết rằng chu kỳ bỏn hủy của 238U

92 là 4,51.109

năm . Số tuổi mẫu đỏ trờn là

A. 1,5.109 năm. B. 1,9.109 năm. C. 2,2.10-9 năm. D. 1,7.109 năm.

1.31. Một trong cỏc chuỗi phõn hủy phúng xạ tự nhiờn bắt đầu với 23290Th và kết thỳc với đồng vị bền 20882Pb. Số phõn hủy xảy ra trong chuỗi này là

1.32. 131I phúng xạ được dựng dưới dạng NaI để điều chế ung thư tuyến giỏp trạng. Chất này phúng xạ với chu kỳ bỏn hủy 8,05 ngày. Nếu ban đầu chứa 1,0 microgam 131I thỡ trong mỗi phỳt số hạt  được phúng ra là

A. 2,75.1011 B. 2,75.1010 C. 1,75.1011 D. 1,75.1010

1.33. Nguyờn tử nào sau đõy cú 3 electron thuộc phõn lớp ngoài cựng ? A. 11Na. B. 7N. C. 13Al. D. 6C.

1.34. Nguyờn tử nào sau đõy cú số e hoỏ trị khỏc với số e ở lớp ngoài cựng? A. 11Na. B. 26Fe. C. 19K. D. 6C.

1.35. Cho cỏc nguyờn tử C(Z=6), N(Z=7), O(Z=8), F(Z=9), Na(Z=11), Al(Z=13), P(Z=15), S(Z=16), Cl(Z=17).

Số cỏc nguyờn tử cú cấu hỡnh electron ở trạng thỏi kớch thớch là A. 5. B. 6. C. 7. D.4.

1.36. Nguyờn tử của nguyờn tố X cú electron ở mức năng lượng cao nhất là 3p. Nguyờn tử của nguyờn tố Y cũng cú electron ở mức năng lượng 3p và cú một electron ở lớp ngoài cựng. Nguyờn tử X và Y cú số electron hơn kộm nhau là 2. Nguyờn tố X, Y lần lượt là

A. khớ hiếm và kim loại. B. kimloại và kim loại.

C. phi kim và kim loại. D. kim loại và khớ hiếm.

1.37. Một ion M3+

cú tổng số hạt proton, nơtron, electron là 79, trong đú số hạt mang điện nhiều hơn số hạt khụng mang điện là 19. Cấu hỡnh electron của nguyờn tử M là

A. [Ar]3d54s1. B. [Ar]3d64s2. C. [Ar]3d64s1. D. [Ar]3d34s2.

1.38. Dóy gồm cỏc ion X+, Y và nguyờn tử Z đều cú cấu hỡnh electron 1s22s22p6 là

A. Na+, Cl, Ar. B. Li+, F, Ne. C. Na+, F, Ne. D. K+, Cl , Ar

1.39. Cấu hỡnh electron của ion Cu2+ và Cr3+ lần lượt là :

A. [Ar]3d9 và [Ar]3d3 . B. [Ar]3d74s2 và [Ar]3d14s2.

1.40. Nguyờn tử nguyờn tố X cú phõn lớp e lớp ngoài cựng là 3p. Nguyờn tử của nguyờn tố Y cú phõn lớp e lớp ngoài cựng là 3s.Tổng số electron ở hai phõn lớp ngoài cựng của X và Y là 7. Biết rằng X và Y dễ phản ứng với nhau. Số hiệu nguyờn tử của X và Y lần lượt là

A. 18 và 11. B. 13 và 15. C. 12 và 16. D. 17 và 12.