Bài học giúp bạn đọc giải quyết các vấn đề lý thuyết và bài tập ứng dụng cho phần điện tích, số khối hạt nhân và các vấn đề liên quan. Những kiến thức được coi là trọng tâm trong chương trình hóa học lớp 10 chương nguyên tử.
Kiến thức cơ bản
1. Điện tích và số khối hạt nhân
a] Điện tích hạt nhân
– Proton mang điện tích 1+. Nếu hạt nhân có Z proton thì số đơn vị hạt nhân là Z, điện tích của hạt nhân là Z+.
– Nguyên tử trung hòa điện nên số proton trong hạt nhân bằng số electron trong nguyên tử.
Số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron
b] Số khối của hạt nhân
– Số khối của hạt nhân, kí hiệu là A, là tổng số proton [kí hiệu là Z] và số hạt nơtron [kí hiệu là N] của hạt nhân đó.
A = Z+N
-Số đơn vị điện tích hạt nhân Z và số khối A là những đại lượng đặc trung của hạt nhân hay nguyên tử. Vì khi biết Z và A của một nguyên tử, ta biết được số proton, số electron, số nơtron trong nguyên tử đó:
N = A-Z
– Proton và nơtron đều có khối lượng xấp xỉ bằng 1đvC, electron có khối lượng quá nhỏ so với hạt nhân, có thể bỏ qua, do đó, có thể coi nguyên tử khối xấp xỉ bằng số khối của hạt nhân.
2. Nguyên tố hóa học
a] Khái niệm
Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân.
Như vậy tất cả những nguyên tử của một nguyên tố hóa học có cùng số proton và có cùng số electron, do đó chúng có tính chất hóa học giống nhau.
Cho đến nay người ta đã biết 92 nguyên tố hóa học tự nhiên và khoảng 20 nguyên tố nhân tạo được tạo trong các phòng thí nghiệm.
b] Số hiệu nguyên tử
Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố gọi là số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó, kí hiệu là Z.
Số hiệu nguyên tử cho biết:
– Số proton có trong hạt nhân nguyên tử.
– Số electron có trong nguyên tử.
– Số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn.
c] Kí hiệu nguyên tử
Để biểu thị đặc trưng của một nguyên tố hóa học, bên cạnh kí hiệu hóa học người ta ghi số hiệu nguyên tử [số đơn vị điện tích hạt nhân] và số khối.
Thí dụ: Kí hiệu nguyên tử của nguyên tố X được ghi:
${}_Z^AX$ trong đó:
X: Ký hiệu nguyên tố
Z: Số hiệu nguyên tử
A: Số khối
Thí dụ: Ký hiệu ${}_{11}^{23}Na$ cho biết: Nguyên tử natri có số khối 23, có số hiệu nguyên tử 11 $ \to $ Trong nguyên tử có 11 proton, có 23 – 11 = 12 nơtron và có 11 electron. Nguyên tử khối của Na bằng 23đvC.
Hướng dẫn giải bài tập trong SGK
Bài 4
a] Ký hiệu nguyên tử ${}_{19}^{39}K$ cho biết nguyên tử kali có:
Số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron = 19.
Số nơtron = 39 – 19 = 20.
Trong hạt nhân: số nơtron > số proton.
b] Ký hiệu nguyên tử ${}_8^{16}O$ cho biết nguyên tử oxi có:
Số đơn vị điẹn tích hạt nhân = số proton = số electron = 8.
Số nơtron = 16 – 8 = 8.
Trong hạt nhân: số nơtron = số proton.
Bài 5
Số khối A = số proton Z + số nơtron N.
Một cách gần đúng, về trị số số khối bằng nguyên tử khối. Vì khối lượng nguyên tử bẳng tổng khối lượng của các proton, các nơtron, các electron. Nhưng khối lượng của các electron quá nhỏ so với khối lượng hạt nhân, nên đã bỏ qua. Và khối lượng nguyên tử bây giờ bằng tổng khối lượng của các proton và nơtron – Tổng đó chính là số khối A.
Bài 6
Tra bản tuần hoàn biết nguyên tố Y có Z= 39 $ \to $ Ký hiệu nguyên tử của nguyên tố Y là ${}_{39}^{88}Y$ cho biết:
Nguyên tử Y có: 39 proton, 39 electron, 49 nơtron.
Bài tập tự giải
2.1. Nguyên tử X có tổng số hạt [proton+nơtron+electron] là 34, nguyên tử Y có tổng số hạt là 58.
Xác định số đơn vị điện tích hạt nhân Z và số khối A của nguyên tử các nguyên tố.
2.2. Ký hiệu nguyên tử thể hiện đặc trưng của nguyên tử, vì nó cho biết:
a] Số khối A.
b] Số hiệu nguyên tử Z.
c] Số khối A và số hiệu nguyên tử Z.
d] Nguyên tử khối.
Hãy tìm câu trả lời đúng.
2.3. Cho các nguyên tố X, Y và Z. Tổng số hạt trong những nguyên tử lần lượt là 16, 58 và 82. Sự chênh lệch giữa số khối và nguyên tử khối không quá một đơn vị.
Hãy xác định nguyên tố và viết ký hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.
Bài tập có hướng dẫn giải
2.5. Ý nghĩa của số hiệu nguyên tử là nó cho biết
a] Số proton trong hạt nhân nguyên tử.
b] Số nơtron trong hạt nhân nguyên tử.
c] Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử.
d] Số lớp electron trong nguyên tử.
e] Vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn.
Hãy tìm những câu trả lời sai.
ĐS: b và d
2.6. Hãy xác định điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron, số electron và nguyên tử khối của các nguyên tố:
${}_3^7Li$, ${}_9^{19}F$,${}_{12}^{24}Mg$,${}_{20}^{40}Ca$.
Kết luận
Sau bài học trên, bạn cần lưu ý:
- Nắm vững các lý thuyết về số khối và điện tích hạt nhân
- Biết cách giải các dạng bài tập cơ bản như: Xác định điện tích, số proton, số nơtron
- Hiểu bản chất cấu tạo của nguyên tử
- Làm các bài tập để hiểu bản chất
Tốt nghiệp cử nhân ngôn ngữ Anh năm 2010, với hơn 10 năm kinh nghiệm trong việc giảng dạy về Tiếng Anh. Nguyễn Võ Mạnh Khôi là một trong những biên tập viên về mảng ngoại ngữ tốt nhất tại VerbaLearn. Mong rằng những chia sẽ về kinh nghiệm học tập cũng như kiến thức trong từng bài giảng sẽ giúp độc giả giải đáp được nhiều thắc mắc.
Câu hỏi: Electron mang điện tích gì?
Trả lời:
Êlectroncó điện tích là e = - 1,6.10-19C
=> Electron mang điện tích âm
Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết lý thuyết về Thuyết Electron và định luật bảo toàn điện tích nhé!
I. Thuyết êlectron
1. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện.
- Nguyên tử cấu tạo gồm một hạt nhân mang điện dương nằm ở trung tâm và các êlectronmang điện âm chuyển động xung quanh. Hạt nhân có cấu tạo gồm hai loại hạt là notron không mang điện và proton mang điện tích dương [Hình 2.1].
+ Êlectroncó điện tích là e = - 1,6.10-19C và khối lượng là me= 9,1.10-31kg.
+ Proton có điện tích là q = +1,6.10-19C và khối lượng là mp= 1,6.10-27kg.
+ Khối lượng của notron xấp xỉ bằng khối lượng của proton.
- Số proton trong hạt nhân bằng số êlectronquay xung quanh hạt nhân nên độ lớn điện tích dương của hạt nhân bằng độ lớn điện tích âm củaêlectron.
- Điện tích của êlectronvà điện tích của proton là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được. Vì vậy ta gọi chúng là những điện tích nguyên tố [âm hoặc dương].
2. Thuyếtêlectron
- Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và tính chất điện gọi là thuyết electron.
- Nội dung:
+ Êlectron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này sang nơi khác. Nguyên tử bị mất electron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương.
+ Một nguyên tử trung hòa có thể nhận them một electron để tạo thành một hạt mang điện âm gọi là ion âm.
+ Sự cư trú và di chuyển của các electron tạo nên các hiện tượng về điện và tính chất điện muôn màu muôn vẻ của tự nhiên.
II. Vận dụng thuyết Êlectron
1. Vật [chất] dẫn điện và vật [chất] cách điện.
- Điện tích tự do là điện tích có thể di chuyển từ điểm này đến điểm khác trong phạm vi thể tích của vật dẫn.
- Vật dẫn điện là vật có chứa các điện tích tự do.
Ví dụ:Kim loại có chứa các electron tự do, các dung dịch axit, bazo, muối … có chứa các ion tự do. Chúng đều là các chất dẫn điện.
-Vật [chất] cách điện là vật [chất] không chứa các điện tích tự do.
Ví dụ:Không khí khô, dầu, thủy tinh, sứ, cao su, nhựa, … Chúng đều là những chất cách điện.
2. Sự nhiễm điện do tiếp xúc
Nếu cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ nhiễm điện cùng dấu với vật đó. Đó là sự nhiễm điện do tiếp xúc.
3. Sự nhiễm điện do hưởng ứng.
Đưa một quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của thanh kim loại MN trung hòa về điện [hình 2.3]. Ta thấy đầu M nhiễm điện âm, còn đầu N nhiễm điện dương. Sự nhiễm điện của thanh kim loại MN là sự nhiễm điện do hưởng ứng [hay hiện tượng cảm ứng tĩnh điện].
Tóm lại nhiễm điện do hưởng ứng là : Đưa một vật nhiễm điện lai gần nhưng không chạm vào vật dẫn khác trung hòa về điện. Kết quả là hai đầu của vật dẫn bị nhiễm điện trái dấu. Đầu của vật dẫn ở gần vật nhiễm điện thì mang điện tích trái dấu với vật nhiễm điện.
4. Giải thích các hiện tượng nhiễm điện.
Sự nhiễm điện do cọ xát: Khi hai vật cọ xát, electron dịch chuyển từ vật này sang vật khác, dẫn tới một vật thừa electron và nhiễm điện âm, còn một vật thiếu electron và nhiễm điện dương.
Sự nhiễm điện do tiếp xúc: Khi vật không mang điện tiếp xúc với vật mang điện, thì electron có thể dịch chuyển từ vật này sang vật khác làm cho vật không mang điện khi trước cũng bị nhiễm điện theo.
Sự nhiễm điện do hưởng ứng: Khi một vật bằng kim loại được đặt gần một vật đã nhiễm điện, các điện tích ở vật nhiễm điện sẽ hút hoặc đẩy electron tự do trong vật bằng kim loại làm cho một đầu của vật này thừa electron, một đầu thiếu electron. Do vậy, hai đầu của vật bị nhiễm điên trái dấu.
III. Định luật bảo toàn điện tích.
- Hệ cô lập về điện là hệ vật không có trao đổi điện tích với các vật khác ngoài hệ.
- Nội dung định luật:
Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích là không đổi.
IV. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1:Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Hạt êlectron là hạt có mang điện tích âm, có độ lớn 1,6.10-19[C].
B. Hạt êlectron là hạt có khối lượng m = 9,1.10-31[kg].
C. Nguyên tử có thể mất hoặc nhận thêm êlectron để trở thành ion.
D. êlectron không thể chuyển động từ vật này sang vật khác.
Hướng dẫn:
Chọn D.
Theo thuyết electron thì electron có thể di chuyển từ vật này sang vật khác.
Câu 2:Trong trường hợp nào dưới đây sẽ không xảy ra hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng? Đặt một quả cầu mang điện ở gần một
A. thanh kim loại không mang điện
B. thanh kim loại mang điện dương
C. thanh kim loại mang điện âm
D. thanh nhựa mang điện âm
Hướng dẫn:
Chọn D.
Nhiễm điện do hưởng ứng xảy ra với một vật tích điện đặt gần một vật dẫn điện.
→ nhựa không phải vật dẫn điện nên trường hợp đặt quả cầu mang điện gần thanh nhựa sẽ không xảy ra hiện tượng hưởng ứng.
Câu 3:Vào mùa hanh khô, nhiều khi kéo áo len qua đầu, ta thấy có tiếng nổ lốp đốp nhỏ. Đó là do
A. hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc
B. hiện tượng nhiễm điện do cọ xát
C. hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng
D. cả ba hiện tượng nhiễm điện nêu trên
Hướng dẫn:
Chọn B.
Khi kéo áo len qua đầu có tiếng nổ lốp đốp là do hiện tượng nhiễm điện do cọ xát giữa len và tóc.
Câu 4:Theo thuyết êlectron phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Một vật nhiễm điện dương là vật thiếu êlectron.
B. Một vật nhiễm điện âm là vật thừa êlectron.
C. Một vật nhiễm điện dương là vật đã nhận thêm các ion dương.
D. Một vật nhiễm điện âm là vật đã nhận thêm electron.
Hướng dẫn:
Chọn C.
Theo thuyết electron thì một vật nhiễm điện là do nó nhận thêm hay bị mất đi electron.
⇒ Một vật nhiễm điện dương là do vật bị mất electron.
Câu 5:Xét cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Trong các nhận định sau, nhận định nào không đúng?
A. Proton mang điện tích là + 1,6.10-19C.
B. Khối lượng notron xấp xỉ khối lượng proton.
C. Tổng số hạt proton và notron trong hạt nhân luôn bằng số electron quay xung quanh nguyên tử.
D. Điện tích của proton và điện tích của electron gọi là điện tích nguyên tố.
Hướng dẫn:
Chọn C.
Trong một nguyên tử thì tổng số hạt proton = số electron.
Câu 6:Hạt nhân của một nguyên tử oxi có 8 proton và 9 notron, số electron của nguyên tử oxi là
A. 9. B. 16.
C. 17. D. 8
Hướng dẫn:
Chọn D.
Trong một nguyên tử thì số proton = số electron⇒ số electron của nguyên tử oxi là 8e.