Hạt Nhân Nguyên Tử – Toàn Bộ Kiến Thức Lý Thuyết và Bài Tập

Nguyên tử là những hạt rất nhỏ tồn tại hầu hết trong các dạng vật chất. Hạt nhân nguyên tử chiếm khối lượng chủ yếu trong cấu tạo nguyên tử. Đây được xem là đề tài nghiên cứu vô cùng quan trọng đến sự phát triển của nhiều lĩnh vực hiện nay. Trong bài viết sau, Chúng tôi sẽ cùng với các em tìm hiểu chi tiết hơn về khái niệm và cấu tạo của hạt nhân nguyên tử.

Hạt nhân nguyên tử là gì?

Hạt nhân nguyên tử là cấu trúc vật chất đậm đặc (mật độ có thể đạt đến 100 triệu tấn/cm3), chiếm gần như là toàn bộ khối lượng của nguyên tử. Theo một số hiểu biết hiện nay thì kích thước của hạt nhân nguyên tử nằm trong vùng giới hạn có bán kính khoảng 10– 15m.

Hạt Nhân Nguyên Tử - Toàn Bộ Kiến Thức Lý Thuyết và Bài Tập
Hạt Nhân Nguyên Tử – Toàn Bộ Kiến Thức Lý Thuyết và Bài Tập

Hạt nhân nguyên tử có cấu tạo từ những hạt nào?

Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ 2 loại hạt proton và nơtron

Những Món Đồ Cực Kỳ Cần Thiết Cho Mẹ và Bé Yêu Đang MIỄN PHÍ Vận Chuyển và Giảm Tới 50%

Khăn Che Bé Bú Đa Năng

Mua Ngay

Yếm Ăn Dặm Chống Thấm

Mua Ngay

Đai Đi Xe Máy Cho Bé

Mua Ngay

Dép Tập Đi Chống Ngã

Mua Ngay

  • Hạt Proton: Proton có nghĩa là “thứ nhất” trong tiếng Hy Lạp. Đây là hạt mang điện tích +1 và có khối lượng xấp xỉ bằng 1.67262158 × 10-27 kg (938.278 MeV/c2).
  • Hạt Nơtron: Loại hạt này không mang điện tích và có khối lượng gần bằng 1.67492716 × 10-27 kg (939.571 MeV/c2), lớn hơn khối lượng của proton.

Các lý thuyết liên quan đến hạt nhân nguyên tử

Nguyên tố hóa học

Nguyên tố hóa học là gì?
Nguyên tố hóa học là gì? (Nguồn: Internet)

Định nghĩa

Nguyên tố hóa học được hiểu là các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân với nhau (cùng Z). Đến ngày nay, người ta đã biết đến 94 nguyên tố hóa học có trong tự nhiên và 24 nguyên tố nhân tạo được tạo ra từ các phòng thí nghiệm hạt nhân (tổng cộng 118 nguyên tố).

Ví dụ: Tất cả các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân là 8 đều thuộc nguyên tố Oxi, chúng đều có 8 proton và 8 electron.

Số hiệu nguyên tử

Số hiệu nguyên tử là gì? Hạt nhân nguyên tử là gì?
Số hiệu nguyên tử là gì? (Nguồn: Internet)

Số hiệu nguyên tử chính là số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tố đó. Kí hiệu là Z.

Ký hiệu nguyên tử

Những đặc trưng cơ bản của nguyên tử là số khối và số đơn vị điện tích hạt nhân. Do vậy, để kí hiệu nguyên tử người ta thường đặt các chỉ số đặc trưng ở bên trái kí hiệu nguyên tố X (số khối A ở phía trên và số hiệu nguyên tử Z ở phía dưới) là:

Ví dụ:

ví dụ về hạt nhân nguyên tử

Từ ví dụ trên, ta biết được số khối của nguyên tử Natri là 23 và số hiệu nguyên tử là 11. Vì vậy, số đơn vị điện tích hạt nhân của Na là 11 (có 11 proton và 11 electron) và trong hạt nhân có 12 notron.

Đồng vị

Các nguyên tử có cùng một nguyên tố hóa học có thể có số khối khác nhau (vì hạt nhân của nguyên tử đó có số proton giống nhau) nhưng có thể có số nơtron khác nhau.

Các đồng vị của cùng một nguyên tố hoá học thường là những nguyên tử giống nhau số proton và khác số nơtron. Chúng được xếp vào cùng 1 ô nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn hóa học.

Do vậy, số khối của các đồng vị cũng sẽ khác nhau.

* Lưu ý: Ngoài tự nhiên có khoảng 340 đồng vị, và người ta còn tổng hợp thêm 2400 đồng vị nhân tạo dùng trong y học, nông nghiệp.

Ví dụ: Nguyên tố Hidro (H2) có 3 đồng vị như sau:

Đồng vị của nguyên tố Hidro

Nguyên tử khối

Nguyên tử khối chính là khối lượng tương đối của một nguyên tử và cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.

Khối lượng của một nguyên tử bằng tổng khối lượng của proton + nơtron + electron trong nguyên tử đó. Nhưng bởi vì khối lượng của electron quá nhỏ bé so với hạt nhân nên thường khối lượng một nguyên tử coi như bằng hạt nhân nguyên tử đó.

Vì vậy, nguyên tử khối được xem như bằng số khối (A).

Ví dụ: Xác định nguyên tử khối của P biết rằng P có N = 16 và Z = 15

Vậy nguyên tử khối của P là 31.

Nguyên tử khối trung bình

Trong tự nhiên, nhiều nguyên tố hóa học tồn tại nhiều đồng vị nên nguyên tử khối của các nguyên tố này là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị đó.

Giả sử một nguyên tố bất kì có 2 đồng vị X và Y, X là nguyên tử khối của đồng vị X và Y là nguyên tử khối của đồng vị Y, a là phần trăm số nguyên tử của X và b là phần trăm số nguyên tử của Y. Do đó, ta được công thức tính nguyên tử khối trung bình của A là:

Nguyên tử khối trung bình
Nguyên tử khối trung bình

Giải bài tập về hạt nhân nguyên tử hoá 10

Bài 1 Trang 13 SGK Hóa 10

Nguyên tố hoá học là những nguyên tử có cùng

A. số khối.

C. số proton.

B. số nơtron.

D. số nơtron và số proton.

Đáp án hướng dẫn giải

Chọn C. số proton

Bài 2 Trang 13 SGK Hóa 10

Kí hiệu nguyên tử biểu thị đầy đủ đặc trưng cho một nguyên tử của một nguyên tố hoá học vì nó cho biết

A. số khối A.

C. nguyên tử khối của nguyên tử.

B. số hiệu nguyên tử z.

D. số khối A và số hiệu nguyên tử z.

Chọn đáp án đúng.

Đáp án hướng dẫn giải

Chọn D. số khối A và số hiệu nguyên tử z.

Bài 3 Trang 14 SGK Hóa 10

Nguyên tố cacbon có hai đồng vị: 126C chiếm 98,89% và 136C chiếm 1,11%.

Nguyên tử khối trung bình của cacbon là:

A. 12,500

B. 12,011

C. 12,022

D.12,055

Đáp án và hướng dẫn giải bài 3

Chọn B. Nguyên tử khối trung bình của cacbon là: (12.98,89 + 13.1,11)/100 = 12,011

Bài 4 Trang 14 SGK Hóa 10

Hãy xác định điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron, số electron, nguyên tử khối của các nguyên tử thuộc các nguyên tố sau:

73Li; 199F; 2412Mg; 4020Ca

Đáp án và hướng dẫn giải bài 4

Ta có: 73Li cho ta biết:

Số điện tích hạt nhân là 3, trong hạt nhân có 3 proton, ngoài vỏ có 3 electron.

Số khối là 7, vậy ta có số nơtron là:

N = A – Z = 7 – 3 = 4.

Nguyên tử khối là 7 (7u).

* Tương tự ta có: 199F có Nguyên tử khối là 19 (19u).

Số điện tích hạt nhân là 9, trong hạt nhân có 9 proton, ngoài vỏ có 9 electron.

Số nơtron là 19 – 9 = 10.

2412Mg trong đó:

Nguyên tử khối là 24.

Số điện tích hạt nhân là 12, trong hạt nhân có 12 proton, ngoài vỏ có 12 electron.

Sô nơtron là 24 – 12 = 12.

4020Ca trong đó:

Nguyên tử khối là 40.

Số điện tích hạt nhân là 20, trong hạt nhân có 20 proton, ngoài vỏ có 20 electron.

Số nơtron là: 40 – 20 = 20.

Bài 5 Trang 14 SGK Hóa 10

Đồng có hai đồng vị 6529Cu và 6329Cu. Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Tính thành phần phần trăm của mỗi đồng vị.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 5:

Gọi a là thành phần % của đồng vị 6529Cu; % của đồng vị 6329Cu là 100 – a. Ta có:

(a.65 + (100 – a)63)/100 = 63,54

Giải ra ta được a = 27% 6529Cu. Vậy thành phần 6329Cu là 73%.

Bài 6 Trang 14 SGK Hóa 10

Hiđro có nguyên tử khối là 1,008. Hỏi có bao nhiêu nguyên tử của đồng vị 21H trong 1ml nước (cho rằng trong nước chỉ có đồng vị 21H và 11H)? (Cho khối lượng riêng của nước là 1 g/ml).

Đáp án và hướng dẫn giải bài 6:

Gọi % đồng vị 21H là a: \frac{{2a + 1.(100 - a)}}{{100}} = 1,008

⇒ a = 0,8;

Khối lượng riêng của nước 1 g/ml, vậy 1ml nước có khối lượng 1g. Khối lượng mol phân tử của nước là 18g.

Vậy 1 gam nước có \frac{{1g}}{{18g/mol}} = \frac{1}{{18}}

mol phân tử nước

Mà 1 mol phân tử nước có 6,022.1023 phân tử nước

Vậy 1 ml nước hay 1/18 mol phân tử nước có \frac{{6,{{022.10}^{23}}}}{{18}} phân tử nước

Mặt khác a phân tử nước có 2 nguyên tử hidro nên số nguyên tử hidro ở cả hai đồng vị có trong 1ml nước hay \frac{{6,{{022.10}^{23}}}}{{18}}phân tử nước là \frac{{6,{{022.10}^{23}}}}{{18}}.2

Trong đó số nguyên tử của đồng vị 21H là \frac{{2.6,{{022.10}^{23}}}}{{18}}.\frac{{0,8}}{{100}} = 5,{35.10^{20}}(nguyên tử)

Vậy trong 1ml nước nguyên chất có 5,35.1020 nguyên tử đồng vị 21H

Bài 7 Trang 14 SGK Hóa 10

Oxi tự nhiên là một hỗn hợp các đồng vị: 99,757% 16O; 0,039% 17O; 0,204% 18O. Tính số nguyên tử của mỗi loại đồng vị khi có 1 nguyên tử 17O.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 7:

Theo tỉ lệ đề bài ta có:

16O

99,757 nguyên tử

? Nguyên tử

17O

0,039 nguyên tử

1 nguyên tử

18O

0,204 nguyên tử

? Nguyên tử

Tỉ lệ mỗi đồng vị O trong hỗn hợp 3 đồng vị:

99,757% 16O => 99757 nguyên tử 16O

0,039% 17O => 39 nguyên tử 17O

0,204% 18O => 204 nguyên tử 18O

Khi có một nguyên tử 17O thì số nguyên tử:

16O là: 99,757/0,039 = 2558 nguyên tử.

18O là: 0,204/0,039 = 5 nguyên tử.

Vậy nếu như có 1 nguyên tử 17O thì có 2558 nguyên tử 16O và có 5 nguyên tử 18O.

Bài 8 Trang 14 SGK Hóa 10

Agon tách ra từ không khí là hỗn hợp ba đồng vị: 99,6% 40Ar; 0,063% 38Ar; 0,337% 36Ar. Tính thể tích của 10g Ar ở điều kiện tiêu chuẩn.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 8

Nguyên tử khối trung bình của argon là:

\frac{{(40.99,6) + (38.0,063) + (36.0,337)}}{{100}} = 39,98

22,4 lít Ar ở đktc có khối lượng 39,98 g

x lít Ar ở đktc có khối lượng 10 g

Vì nguyên tử Ar có một nguyên tử nên khối lượng mol phân tử của Ar là 39,98 g. Ở đktc thì 1 mol phân tử Ar hay 39,98g có thể tích là 22,4l. Vậy 10g Ar có thể tích là 22,4 .10 /39,98 = 5,6 (lít)

Hạt mang điện trong nhân nguyên tử là

  • A. Electron. 
  • B. Proton.
  • C. Nơtron.             
  • D. Nơtron và electron.

Đáp án Hạt mang điện trong nhân nguyên tử là electron

5/5 - (3 votes)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *