Hoá học 10 Bài 2: Hạt nhân nguyên tử - Nguyên tố hóa học - Đồng vị

1.1.1. Điện tích hạt nhân

• Nếu hạt nhân nguyên tử có Z hạt proton thì điện tích hạt nhân là Z⁺ và số đơn vị điện tích hạt nhân là Z.
•  số đơn vị điện tích hạt nhân = số p = số e = Z

1.1.2. Số khối:

• Số khối của hạt nhân (A) bằng tổng số prton(Z) và tổng số nơtron (N)
• Công thức: A = Z + N

1.2.1. Định nghĩa

• Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân nhưng khác số khối.
• Những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân đều có tính chất hóa học giống nhau.

1.2.2. Số hiệu nguyên tử:

• Số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) của một nguyên tố được gọi là số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.
• Vậy: số hiệu nguyên tử =số đơn vị điện tích hạt nhân = số p = số e =Z

1.2.3. Kí hiệu nguyên tử \({}_Z^AX\)

• X là kí hiệu nguyên tố.
• A là số khối (A = Z + N)
• Z là số hiệu nguyên tử

• Đồng vị là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác số nơtron, do đó số khối của chúng khác nhau.
• Ví dụ: 
  • Hiđro có 3 đồng vị là: \({}_1^1H;{}_1^2H;{}_1^3H\)
  • Clo có 2 đồng vị là: \({}_{17}^{35}Cl;{}_{17}^{37}Cl\)

Hình 1: Sơ đồ cấu tạo các nguyên tử đồng vị của nguyên tố Hidro

1.4.1. Nguyên tử khối

• Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử.    
• Công thức: A = m_P + m_n
• Nguyên tử khối cho biết khối lượng nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.

1.4.2. Nguyên tử khối trung bình

• Công thức: \(\overline A = \frac{{{A_1}.x + {A_2}.y + {A_3}.z + ....{A_n}.n}}{{100}}\)
  • Trong đó A₁, A₂, A₃,….là số khối của các đồng vị.
  • x, y, z,….là thành phần trăm của các đồng vị. 
• Ví dụ 1: Clo có hai đồng vị là \({}_{17}^{35}Cl;{}_{17}^{37}Cl\)

Nguyên tử khối trung bình của Cl là: \(\overline A = \frac{{{A_1}.x + {A_2}.y}}{{100}} = \frac{{35.75,77 + 37.24,23}}{{100}} = 35,5\)

• Ví dụ 2: Xét 50 nguyên tử X thì có 27 nguyên tử X₁ và 23 nguyên tử X₂.

Số khối A₁ = 35 + 44 =79; A₂ =35 + 46=81

Ta có : \(\overline A = \frac{{79.27 + 81.23}}{{50}} = 79,92\)

Bài 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 tố X có số khối là : 

Hướng dẫn:

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

Tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 12 hạt. Trong đó hạt mạng điện là p và e ; hạt không mang điện là notron ta có:

e + p - n = 12 ⇔ 2p - n = 12 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{array}{l} 2p + n = 40\\ 2p - n = 12 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} p = 13 = e\\ n = 14 \end{array} \right.\)

Số khối A = p + n = 13 + 14 = 27

Bài 2:

Nguyên tố Cu có hai đồng vị bền là \({}_{29}^{63}Cu\) và \({}_{29}^{65}Cu\) . Nguyên tử khối trung bình của Cu là 63,54. Tỉ lệ % đồng vị \({}_{29}^{63}Cu\) , \({}_{29}^{65}Cu\) lần lượt là 

Hướng dẫn:

Gọi tỉ lệ phần trăm của \({}_{29}^{63}Cu\) và \({}_{29}^{65}Cu\)  lần lượt là x và (100 - x)

Áp dụng công thức tính phân tử khối trung bình

\(\begin{array}{l} \overline A = \frac{{63x + 65(100 - x)}}{{100}} = 63,54\\ \Rightarrow x = 73\% \end{array}\)

Vậy tỉ lệ phần trăm của ​​\({}_{29}^{63}Cu\) và \({}_{29}^{65}Cu\) lần lượt là: 73% và 27%

Đối với bài toán đồng vị chỉ chứa 2 đồng vị thì các em có thể sử dụng phương pháp đường chéo để tìm nguyên tử khối trung bình, tỉ lệ phần trăm mỗi đồng vị.

Bài 3:

Cho hợp chất MX₃, biết:

Tổng số hạt p , n , e là 196 trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60

Nguyên tử khối của X lớn hơn của M là 8

Tổng 3 loại hạt (p , n , e) trong ion X^– nhiều hơn trong ion M³⁺ là 16

Hãy xác định M và X thuộc đồng vị nào của 2 nguyên tố đó 

Hướng dẫn:

Trong  M có Z proton , Z electron , N nơtron

          X có Z’ proton , Z’ electron , N’ nơtron

⇒ Hệ phương trình:

\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} (2Z + N) + (6{\rm{Z}}' + 3N') = 196\\ (2{\rm{Z}} + 6{\rm{Z}}') - (N + 3N') = 60\\ (Z' + N') - (Z + N) = 8\\ (2{\rm{Z}}' + N' + 1) - (2{\rm{Z}} + N - 3) = 16 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} Z = 13\\ Z' = 17\\ N = 14\\ N' = 18 \end{array} \right.\\ \Rightarrow {A_M} = 27;{\rm{ }}{{\rm{A}}_X} = 35\\ \Rightarrow {}_{13}^{27}M;{\rm{ }}{}_{17}^{35}X \end{array}\)

Sau bài học cần nắm:

• Sự liên quan giữa số đơn vị điện tích hạt nhân với số proton và số electron.
• Đề cập đến cách tính số khối của hạt nhân.
• Các khái niệm thế nào là nguyên tố hóa học, đồng vị, nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình...

Bài kiểm tra Trắc nghiệm Hạt nhân nguyên tử - Nguyên tố hóa học - Đồng vị có phương pháp và lời giải chi tiết giúp các em luyện tập và hiểu bài.

• Câu 1:

  Cho những nguyên tử của các nguyên tố sau:

  

  Những nguyên tử nào sau đây là đồng vị của nhau ?

  • A. 1 và 2
  • B. 2 và 3
  • C. 1, 2 và 3
  • D. Cả 1, 2, 3, 4

• Câu 2:

  Chọn câu phát biểu sai :

  1.Trong một nguyên tử luôn luôn có số prôtôn = số electron = số điện tích hạt nhân

  2.Tổng số prôton và số electron trong một hạt nhân gọi là số khối

  3.Số khối A là khối lượng tuyệt đối của nguyên tử

  4.Số prôton =điện tích hạt nhân

  5.Đồng vị là các nguyên tử có cùng số prôton nhưng khác nhau về số nơtron 

  • A. 2,4,5
  • B. 2,3
  • C. 3,4
  • D. 2,3,4

• Câu 3:

  Phát biểu nào sau đây là đúng: 

  • A. Trong một nguyên tử thì  số nơtron luôn luôn bằng số electron
  • B. Trong một nguyên tử thì  số nơtron luôn luôn bằng số proton
  • C. Trong một nguyên tử thì  số proton luôn luôn bằng số electron
  • D. Trong một nguyên tử số nơtron luôn luôn bằng số khối

• Câu 4:

  Nhận định nào sau đây đúng khi nói về 3 nguyên tử: \({}_{13}^{26}X;{}_{26}^{55}Y;{}_{12}^{26}Z\)

   

  • A. X và Y có cùng số n
  • B. X, Z là 2 đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học.
  • C. X, Y thuộc cùng 1 nguyên tố hóa học.
  • D. X, Z có cùng số khối.

• Câu 5:

  Một nguyên tö của nguyên tử X có tổng số hạt  (p, n, e) bằng 52 và có số khối là 35. Số hiệu nguyên tử của nguyên tố X là      

  • A. 17.
  • B. 20.
  • C. 18.
  • D. 16.

Câu 2- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể hệ thống lại nội dung bài học thông qua phần hướng dẫn Giải bài tập Hạt nhân nguyên tử - Nguyên tố hóa học - Đồng vị.

Bài tập 2.18 trang 8 SBT Hóa học 10

Bài tập 1 trang 11 SGK Hóa học 10 nâng cao

Bài tập 2 trang 11 SGK Hóa học 10 nâng cao

Bài tập 3 trang 11 SGK Hóa học 10 nâng cao

Bài tập 4 trang 11 SGK Hóa học 10 nâng cao

Bài tập 5 trang 11 SGK Hóa học 10 nâng cao

Bài tập 1 trang 14 SGK Hóa học 10 nâng cao

Bài tập 2 trang 14 SGK Hóa học 10 nâng cao

Bài tập 3 trang 14 SGK Hóa học 10 nâng cao

Bài tập 4 trang 14 SGK Hóa học 10 nâng cao

Bài tập 5 trang 14 SGK Hóa học 10 nâng cao

Bài tập 6 trang 14 SGK Hóa học 10 nâng cao

Trong quá trình học tập nếu có bất kì thắc mắc gì, các em hãy để lại lời nhắn ở mục Hỏi đáp để cùng cộng đồng Hóa HOC247 thảo luận và trả lời nhé.