Phương pháp giải một số dạng bài tập về nguyên tử

Phương pháp giải một số dạng bài tập về nguyên tử đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu.

Dạng 1

Lý thuyết về cấu tạo nguyên tử

* Một số lưu ý cần nhớ

1. Nguyên tử :

Là hạt vô cùng nhỏ, trung hòa về điện. Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện tích dương và vỏ tạo bởi các electron mang điện tích âm.

2. Hạt nhân nguyên tử :

Được tạo ra bởi các proton và nơtron. Trong mỗi nguyên tử, số proton (p, +) bằng số electron (e, -). Tức là

Số p = số e

- Hạt proton và notron có khối lượng tương đương nhau, còn hạt electron có khối lượng rất bé, không đáng kể.

=> Vì vậy, khối lượng hạt nhân được coi là khối lượng nguyên tử

3. Lớp electron :

Electron luôn chuyển động quanh hạt nhân và sắp xếp thành từng lớp.

Các nguyên tử có thể liên kết với nhau nhờ electron.

* Một số ví dụ điển hình

Ví dụ 1: Trong nguyên tử, hạt mang điện là

A. proton

B. proton và hạt nhân

C. proton và electron

D. proton và notron

Hướng dẫn giải chi tiết

Trong nguyên tử, hạt mang điện là hạt proton (+) và electron (-)

Đáp án C

Ví dụ 2: Nguyên tử trung hòa về điện vì

A. số proton bằng số electron

B. số proton bằng số electron

C. số notron bằng số electron

D. có cùng số proton

Hướng dẫn giải chi tiết

Nguyên tử trung hòa về điện vì có số proton bằng số electron.

Đáp án A

Ví dụ 3: Để biểu thị khối lượng của một nguyên tử, người ta dùng đơn vị

A. gam

B. miligam

C. kilogam

D. đvC

Hướng dẫn giải chi tiết

Để biểu thị khối lượng của một nguyên tử, người ta dùng đơn vị đvC

Đáp án D

Ví dụ 4: Trong khoảng không gian giữa hạt nhân và lớp vỏ electron của nguyên tử có những gì?

A. Electron

B. Notron

C. Proton

D. Không có gì

Hướng dẫn giải chi tiết:

Nguyên tử có cấu tạo rỗng => có khoảng không gian trống giữa hạt nhân và lớp vỏ electron của nguyên tử

Đáp án D.

Dạng 2

Tính khối lượng của nguyên tử

* Một số lưu ý cần nhớ

- Ta có khối lượng của 1 hạt proton là 1,6726 . 10^-24 gam.

Khối lượng của 1 hạt notron là 1,675 . 10^-24gam, khối lượng của 1 hạt electron là 9,1 . 10 ^-28 gam.

Gọi mp, mn, me lần lượt là khối lượng của proton, notron, electron

=> m nguyên tử = m_p + m_n + m_e

Vì khối lượng electron rất nhỏ, nên ta coi khối lượn nguyên tử bằng khối lượng của hạt nhân.

* Một số ví dụ điển hình

Ví dụ 1: Một nguyên tử nhôm (Al) có 13 proton, 13 electron và 14 notron. Hãy xác định khối lượng của một nguyên tử nhôm.

Hướng dẫn giải chi tiết

Ta có mp = 13 . 1,6726 . 10^-24 = 2,174.10^-23= 21,74.10^-24 gam

mn = 14 . 1,675 . 10^-24 = 2,345.10^-23= 23,45.10^-24 gam

me = 13 . 9,1 . 10^-28 = 1,183 . 10^-26= 0,01183 . 10^-24 gam

=> Khối lượng 1 nguyên tử nhôm là:

mp + mn + me = 21,74.10^-24 + 23,45.10^-24 + 0,01183 . 10^-24 = 45,201 . 10^-24 gam

Ví dụ 2: Hạt nhân nguyên tử oxi có chứa 8 notron và 8 proton. Hãy tính khối lượng nguyên tử oxi theo đơn vị gam.

Hướng dẫn giải chi tiết

Ta có: đối với 1 nguyên tử, khối lượng của hạt nhân xấp xỉ bằng khối lượng của nguyên tử

=> m nguyên tử O = mp + mn = 8 . 1,672 . 10^-24 + 8 . 1,675 . 10^-24 = 2,6776 . 10^-23= 26,776 . 10^-24 gam

Dạng 3

Xác định số proton, notron và số electron của nguyên tử

* Một số lưu ý cần nhớ

- Trong một nguyên tử có số p = số e (1)

Gọi số p, số e, số n có trong nguyên tử lần lượt là p, e, n

=> Tổng số hạt có trong X là: p + e + n (2)

Từ (1) và (2) => Tổng số hạt có trong X là 2p + n

Kết hợp với các dữ kiện trong đề bài để giải hệ phương trình => số p, n , e

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt là 40. Tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 12 hạt. Nguyên tử X có số proton là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt là 40.

Tổng số hạt = p + e + n = 2p + n = 40 (1)

Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 12

=> p + e – n = 2p – n = 12 (2)

Từ (1) và (2) => p = 13; n = 14

Số proton có trong nguyên tử X bằng 13

Ví dụ 2: Tổng số hạt của nguyên tử nguyên tố T là 60. Số hạt mang điện gấp đôi số hạt không mang điện. Số hạt nơtron trong nguyên tử nguyên tố T là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

Vì tổng số hạt của nguyên tử nguyên tố T là 60 nên

p + e + n = 60 → 2p + n = 60 (1)

Vì số hạt mang điện gấp đôi số hạt không mang điện nên

p + e = 2n → 2p = 2n → p – n = 0 (2)

Giải hệ (1) và (2) ta có: p = 20 và n = 20

Vậy số hạt nơtron trong nguyên tử nguyên tố T là 20.

Ví dụ 3: Nguyên tử nguyên tố Y có tổng số hạt cơ bản là 40 hạt. Trong hạt nhân của Y, số hạt mang điện ít hơn số hạt không mang điện là 1 hạt. Y có số proton là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

Nguyên tử nguyên tố Y có tổng số hạt cơ bản là 40 hạt

=> p + n + e = 2p + n = 40 (1)

Trong hạt nhân Y có số hạt mang điện ít hơn số hạt không mang điện là 1 hạt

=> n – p = 1 (2)

Từ (1) và (2) => p = 13, n = 14

Số proton có trong Y bằng 13.

Dạng 4

Xác định, viết sơ đồ cấu tạo của một nguyên tử

* Một số lưu ý cần nhớ:

- Để viết sơ đồ electron nguyên tử, ta dùng đường tròn để biểu diễn. Mỗi vòng tròn là một lớp electron.

Người ta qui ước số electron có trong một lớp