Mục lục
Cấu tạo nguyên tử là một bài học rất quan trọng trong chương trình học hóa. Vì vậy các bạn cần nắm rõ những lý thuyết cũng như cách giải các dạng bài tập của chương này. Mời các bạn có thể nghiên cứu bài viết dưới đây để rõ hơn.
1. Thành phần cấu tạo nguyên tử
1.1 – Nguyên tử là gì
Nguyên tử là một đơn vị cơ bản của vật chất và bao gồm những hạt vô cùng nhỏ và sẽ trung hòa về điện. Nguyên tử sẽ bao gồm một hạt nhân ở trung tâm và sẽ được bao bọc bởi đám mây điện tích âm electron.
Những nguyên tử này sẽ thường có kích thước rất nhỏ, đường kính của chúng chỉ bằng vài phần mười của nano mét.
Nguyên tử sẽ kí hiệu theo tên tiếng Đức – Zahl là Z
1.2 – Các thành phần cấu tạo nguyên tử
a. Lớp vỏ electron
Lớp vỏ electron sẽ bao gồm các hạt electron mang điện tích âm (-) và sẽ chuyển động trong không gian xung quanh hạt nhân. Electron sẽ kí hiệu là e.
- Khối lượng là: me = 9,1094.10-31 kg
- Điện tích sẽ bằng: qe = -1,602.10-19 C (culông)
- Điện tích của electron sẽ được kí hiệu là – eo và được quy ước bằng 1-.
b. Hạt nhân nguyên tử
Hạt nhân nguyên tử bao gồm các hạt proton và chúng mang điện tích dương (+) cùng với notron không mang điện. Hạt proton sẽ kí hiệu là p, hạt notron sẽ kí hiệu là n.
- Khối lượng proton là mp = 1,6726.10-27 (kg)
- Điện tích của proton bằng qp = + 1,602.10-19 C (culông)
- Khối lượng của notron: mn = 1,6748.10-27 (kg)
- Điện tích của nơtron là qn = 0
Như vậy, cấu tạo nguyên tử sẽ gồm 3 loại hạt đó chính là: electron, proton và notron. Trong đó, số electron sẽ bằng với số proton và trọng lượng của 1 proto = 1800 electron. Với điều kiện vật lý như mật độ, nhiệt độ hay áp suất sẽ tùy thuộc vào chúng mà sẽ dẫn đến sự chuyển pha vật chất giữa rắn, lỏng khí và plasma.
| Hạt | Điện tích | Khối lượng |
| Proton | qp = – 1,602 x 10–19 C | mp = 1,6726.10-27kg |
| Nơtron | qn = 0 | mn = 1,6726.10-27kg |
| Electron | qe = – 1,602 x 10-19 C | me = 9,1094 x 10-31 kg |
2. Các kiến thức trong cấu tạo nguyên tử lớp 10
2.1 – Mô hình
Mô hình cấu tạo nguyên tử
Sơ đồ tư duy cấu tạo nguyên tử sẽ bao gồm lớp vỏ cũng như lớp hạt nhân đã liên kết với nhau bằng các hạt và chúng mang điện tích (-+) cũng như các hạt không mang điện. Có hạt nhận e và hạt nhường e tạo ra một liên kết nguyên tử vững chắc.
2.2 – Kích thước và khối lượng
a. Kích thước
Kích thước ban đầu sẽ được đo bằng đơn vị nanomet (nm) hay angstrom (Å):
- 1 nm = 10-9 m
- 1 Å = 10-10 m
Nguyên tử hidro chính là nguyên tử nhỏ nhất và sẽ có bán kính vào khoảng 0,053 nm.
Hạt nhân nguyên tử sẽ có đường kính rơi vào khoảng 10-5 nm, còn đường kính của proton và electron chỉ ở khoảng 10−8 nm.
Đường kính nguyên tử
b. Khối lượng nguyên tử
Khối lượng của nguyên tử sẽ tập trung chủ yếu ở hạt nhân. Vậy nên khối lượng của nguyên tử còn được gọi là khối lượng của hạt nhân với đơn vị được tính kí hiệu là u(đvC)
Giá trị của 1u(đvC) =1/12 khối lượng của 1 nguyên tử cacbon.
Trong đó: Khối lượng nguyên tử cacbon sẽ = 19,9265.10-27kg => 1u = 19,9265.10-27kg /12 = 1,6605.10-27kg
2.3 – Phân lớp e
a. Lớp e là gì?
Trong cấu tạo nguyên tử, lớp e bao gồm các electron có các mức năng lượng gần bằng nhau và thứ tự sắp xếp của chúng sẽ tăng dần từ mức năng lượng thấp cho đến một mức năng lượng cao và được chia thành 7 lớp.
| Mức năng lượng n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Tên lớp | K | L | M | N | O | P | Q |
b. Phân lớp e
Lớp e có 4 phân lớp đó là s, p, d, f và bao gồm những e có các mức năng lượng bằng nhau.
| Phân lớp | s | p | d | f |
| Số e tối đa | 2 | 6 | 10 | 14 |
| Ký hiệu | s2 | p6 | d10 | f14 |
3. Các dạng bài tập cấu tạo nguyên tử thường gặp
3.1 – Xác định nguyên tố
Ta dựa vào số Z của nguyên tử để có thể xác định được nguyên tử này sẽ là nguyên tố hóa học nào
- Z=p=e=E
- Số khối sẽ bằng A = Z + N
- Tổng số hạt mang điện sẽ = Z + E = 2Z
- Tổng số hạt sẽ là = 2Z + N
Ví dụ 1: Tổng số hạt proton, electron và nơtron ở trong nguyên tử nguyên tố X là 10. Hãy xác định được tên của nguyên tố X
Hướng dẫn giải:
Theo như giả thiết đặt ra ta có tổng số hạt cơ bản ở trong nguyên tử X là 10 nên :
p + n + e = 10 => 2p + n =10 (1)
Mặt khác ta lại có:
1≤ ≤1,5 (2)
Từ (1) và (2) => 1≤ ≤1,5⇒2,85≤p≤3,33⇒p=3
Vậy nguyên tố X là Liti (Li)
Ví dụ 2: Nguyên tử của một nguyên tố X có tổng các hạt cơ bản là 180 hạt, khi đó các hạt mang điện nhiều hơn các hạt mà chúng không mang điện là 32 hạt. hãy tính số p và số n có trong X.
Hướng dẫn giải:
– Ta có : X có là 180 hạt. Mà số p = số e
=> p + e + n = 180
=> 2p + n = 180 (1)
– Trong X hạt sẽ mang điện nhiều hơn hạt không mang điện chính là 32 hạt
=> e + p – n = 32
=> 2p – n = 32 (2)
Từ (1) và (2) => p = 53, n = 74
Ví dụ 3: Tổng số hạt proton, nơtron, electron ở trong nguyên tử X là 28, trong khi đó số hạt không mang điện sẽ chiếm xấp xỉ 35% tổng số hạt. Hãy cho biết số hạt ở mỗi loại trong nguyên tử X là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
– Tổng số hạt proton, nơtron, electron ở trong nguyên tử X là 28
=> p + n + e = 28 => 2p + e = 28 (1)
– Số hạt sẽ không mang điện chiếm xấp xỉ 35% tổng số hạt
=> n = 35% * (p + n + e) (2)
Thay (1) vào (2) => n = 35% * 28 = 10 (hạt)
=> p = e = (28 – 10) : 2 = 9
3.2 – Nêu cấu tạo nguyên tử
– Cách 1: Hãy lập phương trình dựa vào cấu tạo của vỏ nguyên tử và ion, sau đó các bạn hãy giải ra để tìm được số hạt.
– Cách 2: Ta dựa vào các loại kí hiệu của các nguyên tử sau đó ta suy ra số hạt của mỗi loại nguyên tử
M → Mn + ne (nhường e)
(nhận e) X + m e → Xm-
VD1: Tổng số hạt mang điện có ở trong hợp chất AB là bằng 40. Số hạt được mang điện trong nguyên tử A nhiều hơn số hạt mang điện trong nguyên tử B là 8. Hãy tìm số proton của A và B.
Hướng dẫn giải:
Gọi số proton ở trong A và B lần lượt chính là ZA và ZB
Theo như đề bài ra ta có:
Vậy số proton ở trong A và B sẽ là 12 và 8.
VD2: Tổng số hạt mang điện ở trong hợp chất AB2 bằng 44. Trong đó số hạt mạng điện của nguyên tử B sẽ nhiều hơn số hạt mang điện của nguyên tử A là 4 hạt . Hãy tìm được số hiệu nguyên tử của A và B?
Lời giải:
Gọi số proton ở trong A và B lần lượt chính là ZA và ZB
Theo như đề bài ra ta có:
Vậy suy ra số proton của A và B lần lượt là 6 và 8
=>> Xem thêm nội dung liên quan: Hóa học 10 bài 2
3.3 – Viết cấu hình e
Bước 1: Hãy xác định số lượng e có ở trong nguyên tử
Bước 2: Phân bố được các electron với thứ tự mức năng lượng tăng dần
Bước 3: Viết cấu hình của các e theo thứ tự của các phân lớp electron ở trong cùng một lớp
Trên đây là một số hướng dẫn nhằm mục đích giúp cho học sinh củng cố kiến thức lý thuyết và cách giải một số dạng bài tập của cấu tạo nguyên tử. Cấu tạo nguyên tử là một phần kiến thức vô cùng quan trọng trong chương trình hóa học 10. Mong rằng bài viết trên sẽ giúp cho các bạn nắm tốt và vượt qua được môn học này.
Đăng kí ngay tại đây =>> KienGuru.vn <<= để nhận khóa học chất lượng giúp trẻ phát triển tư trong học tập tốt hơn
