Điện tích hạt nhân, số khối, nguyên tử khối trung bình của nguyên tố hoá học - hoá 10 bài 2

Vậy hạt nhân nguyên tử có số khối là bao nhiêu, có mỗi liên hệ nào giữa điện tích hạt nhân với số proton và số electron? nguyên tố hoá học và đồng vị là gì, nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình được tính như thế nào? Tất cả sẽ được giải đáp qua bài viết dưới đây.

I. Hạt nhân nguyên tử

1. Điện tích hạt nhân

- Hạt nhân gồm các hạt proton và nơtron. Nếu hạt nhân có Z proton, thì điện tích của hạt nhân bằng Z+ và số đơn vị điện tích hạt nhân bằng Z.

- Nguyên tử trung hòa về điện nên số proton trong hạt nhân bằng số electron của nguyên tử. Vậy trong nguyên tử:

 Số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số proton = số electron.

- Ví dụ: Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử Oxi là 8, vậy nguyên tử Oxi có 8 proton và 8 electron.

2. Số khối

- Số khối (kí hiệu là A) là tổng số hạt proton (kí hiệu là Z) và tổng số hạt nơtron (kí hiệu là N) của hạt nhân đó: A = Z + N

- Ví dụ: Hạt nhân nguyên tử Natri có 11 proton và 12 nơtron. Vậy số khối của hạt nhân nguyên tử Natri là A = 11+12=23.

II. Nguyên tố hóa học

1. Nguyên tố hoá học là gì?

• Định nghĩa: Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân.

⇒ Như vậy, tất cả các nguyên tử của cùng 1 nguyên tố hóa học đều có cùng số proton và cùng số electron.

- Ví dụ: Tất cả các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân là 6 đều thuộc nguyên tố Cacbon. Các nguyên tử Cacbon đều có 6 proton và 6 electron.

• Những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân đều có tính chất hóa học giống nhau.

- Cho đến nay, người ta đã biết 92 nguyên tố hóa học có trong tự nhiên và khoảng 18 nguyên tố nhân tạo được tổng hợp trong các phòng thí nghiệm hạt nhân.

2. Số hiệu nguyên tử

- Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố được gọi là số hiệu nguyên tử của nguyên tử đó.

3. Kí hiệu nguyên tử

- Số đơn vị điện tích hạt nhân và số khối được coi là những đặc trưng cơ bản của nguyên tử. Để kí hiệu nguyên tử, người ta thường ghi các chỉ số đặc trưng ở bên trái kí hiệu nguyên tố X với số khối A ở bên trên, số hiệu nguyên tử Z ở bên dưới.

- Số hiệu nguyên tử (kí hiệu là Z) cho biết:

° Số proton trong hạt nhân nguyên tử

° Số electron trong nguyên tử.

• Nếu biết số khối (A) và só hiệu nguyên tử (Z), ta biết được số proton, số nơtron (N = A - Z) có trong hạt nhân nguyên tử và số electron của nguyên tử đó.

- Như hình trên, ta có A = 23; Z = 11 nên suy ra số p = e = 11, vậy số nơtron N = A - Z = 23 - 11 = 12. Vậy trong hạt nhân nguyên tử natri có 12 nơtron

III. Đồng vị

- Các nguyên tử của cùng 1 nguyên tố hóa học có thể có số khối khác nhau vì hạt nhân của các nguyên tử đó có cùng số proton nhưng có thể có số nơtron khác nhau.

⇒ Các đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron, do đó số khối A của chúng khác nhau.

- Các đồng vị được xếp vào cùng một ô nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

- Phần lớn các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị. Ngoài khoảng 340 đồng vị tồn tại trong tự nhiên, người ta đã tổng hợp được hơn 2400 đồng vị nhân tạo. Các đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học có số nơtron trong hạt nhân khác nhau, nên có một số tính chất vật lí khác nhau.

- Người ta phân biệt các đồng vị bền và không bền. Hầu hết các đồng vị có số hiệu nguyên tử lớn hơn 82 (Z > 82) không bền, chúng còn được gọi là các đồng vị phóng xạ. Các đồng vị, đặc biệt là đồng vị phóng xạ, được sử dụng nhiều trong đời sống, nghiên cứu y học,...

IV. Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình

1. Nguyên tử khối

- Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.

2. Nguyên tử khối trung bình

- Hầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị với tỉ lệ phần trăm số nguyên tử xác định, như vậy:

⇒ nguyên tử khối của các nguyên tố có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của hỗn hợp các đồng vị có tính đến tỉ lệ phần trăm số nguyên tử tương ứng

- Giả sử nguyên tố có 2 đồng vị X và Y. kí hiệu X, Y đồng thời là nguyên tử khối của 2 đồng vị, tỉ lệ phần trăm số nguyên tử tương ứng là a và b. Khi đó, công thức tính nguyên tử khối trung bình   của nguyên tố là:

  

* Bài 1 trang 13 sgk hoá 10: Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng

A. Số khối.   B. Số notron.

C. Số proton.   D. Số notron và số proton.

- Chọn đáp án đúng.

>> Xem lời giải bài 1 trang 13 sgk hoá 10

* Bài 2 trang 13 sgk hoá 10: Kí hiệu nguyên tử biểu thị đầy đủ các đặc trưng cho một nguyên tử của một nguyên tố hóa học vì nó cho biết:

A. Số khối.

B. Số hiệu nguyên tử Z.

C. Nguyên tử khối của nguyên tử.

D. Số khối A và số hiệu nguyên tử Z.

- Chọn đáp án đúng.

>> Xem lời giải bài 2 trang 13 sgk hoá 10

* Bài 3 trang 14 SGK hóa 10: Nguyên tố cacbon có hai đồng vị:  chiếm 98,89% và  chiếm 1,11%. Nguyên tử khối trung bình của cacbon là:

a) 12,500.     b) 12,011.

c) 12,022.     d) 12,055.

Chọn đáp án đúng.

>> Xem lời giải bài 3 trang 14 SGK hóa 10

* 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:    

>> Xem lời giải bài 4 trang 14 sgk hoá 10

* Bài 5 trang 14 SGK hóa 10: Đồng có hai đồng vị bền  và . Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Tính thành phần phần trăm số nguyên tử của mỗi đồng vị

>> Xem lời giải bài 5 trang 14 SGK hóa 10

* Bài 6 trang 14 SGK hóa 10: Hidro có nguyên tử khối là 1,008. Hỏi có bao nhiêu nguyên tử của đồng vị  trong 1ml nước (cho rằng trong nước chỉ có đồng vị  và )? (Cho khối lượng riêng của nước là 1g/ml).

>> Xem lời giải bài 6 trang 14 SGK hóa 10

* 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

>> Xem lời giải bài 7 trang 14 SGK hóa 10