Cấu tạo của Nguyên tử, kích thước và khối lượng của Electron hạt nhân - hoá 10 bài 1

Vậy kích thước và khối lượng của nguyên tử là bao nhiêu? các thành phần cấu tạo nên nguyên tử là hạt nhân (gồm proton và nơtron) và lớp vỏ Electron có khối lượng và kích thước thế nào, chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Thành phần cấu tạo của Nguyên tử

- Từ các kết quả thực nghiệm, các nhà khoa học đã xác định được thành phần cấu tạo của nguyên tử gồm có hạt nhân và lớp vỏ Electron, trong đó:

° Hạt nhân nằm ở tâm nguyên tử, gồm các hạt proton và nơtron

° Vỏ nguyên tử gồm các electron chuyển động trong không gian xung quanh hạt nhân.

⇒ Như vậy, nguyên tử được cấu tạo từ 3 loại hạt cơ bản là: electron, proton và nơtron.

II. Khối lượng và kích thước của các hạt cấu tạo nên nguyên tử

1. Khối lượng của nguyên tử và các hạt proton, notron, electron.

• Khối lượng và điện tích của Proton, Nơtron và Electron được thể hiện ở bảng sau:

• Đơn vị khối lượng nguyên tử: u

 1u =  khối lượng của một nguyên tử đồng vị ¹²C =1,67.10^-27 (kg) = 1,67.10^-24 (g).

- Đơn vị điện tích nguyên tố: 1 đơn vị điện tích nguyên tố = 1,602.10^-19 C

- Nguyên tử trung hòa về điện nên số proton (P) trong hạt nhân bằng số electron (E) của nguyên tử: số p = số e

• Khối lượng nguyên tử:

  m _{nguyên tử} =  ∑m_p + ∑m_n +∑m_e

- Vì khối lượng của e không đáng kể nên:

 m _{nguyên tử} =  ∑m_p + ∑m_n = m _{hạt nhân}

2. Kích thước của nguyên tử

- Để biểu thị kích thước nguyên tử, người ta dùng đơn vị nanomet (viết tắt là nm) hay angstrom (kí hiệu là ).

  1nm = 10^-9m; 1 = 10^-10m; 1nm =10.

- Kích thước nguyên tử: các nguyên tử có kích thước khoảng 10^-10 m=  0,1nm. Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử hidro có bán kính khoảng 0,053nm.

- Kích thước hạt nhân: các hạt nhân đều có kích thước khoảng 10^-14m = 10^-5nm.

⇒ Kích thước của hạt nhân nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước của nguyên tử: Nguyên tử có cấu tạo rỗng.

III. Bài tập về Cấu tạo nguyên tử

Bài 1 trang 9 SGK hóa 10: Các hạt cấu tạo nên hạt nhân của hầu hết các nguyên tử là:

 A. Electron và proton.

 B. Proton và nơtron.

 C. Nơtron và electon.

 D. Electron, proton và nơtron.

Chọn đáp án đúng.

* Lời giải bài 1 trang 9 SGK hóa 10:

- Đáp án đúng: B. Proton và nơtron.

Bài 2 trang 9 SGK hóa 10: Các hạt cấu tạo nên hầu hết các nguyên tử là:

 A. Electron và proton.

 B. Proton và nơtron.

 C. Nơtron và electon.

 D. Electron, proton và nơtron.

Chọn đáp án đúng.

* Lời giải bài 2 trang 9 SGK hóa 10:

- Đáp án đúng: D. Electron, proton và nơtron.

Bài 3 trang 9 SGK hóa 10: Nguyên tử có đường kính gấp khoảng 10.000 lần đường kính hạt nhân. Nếu ta phóng đại hạt nhân lên thành một quả bóng có đường kính 6cm thì đường kính nguyên tử sẽ là:

 A. 200m.    B. 300m.

 C. 600m.    D. 1200m.

* Lời giải bài 3 trang 9 SGK hóa 10:

- Đáp án đúng: C. 600m.

- Đường kính hạt nhân khi phóng to: 6cm.

- Đường kính nguyên tử: 6cm x 10.000 = 60.000(cm) = 600(m).

Bài 4 trang 9 SGK hóa 10: Tìm tỉ số về khối lượng của electron so với proton, so với nơtron. .

* Lời giải bài 4 trang 9 SGK hóa 10:

- Ta có: m_e = 9,1094.10^-31; m_p = 1,6726.10^-27; m_n = 1,6748.10^-27 nên:

- Tỉ số về khối lượng của electron so với proton là:

- Tỉ số về khối lượng của electron so với nơtron là:

Bài 5 trang 9 SGK hóa 10: Nguyên tử kẽm có bán kính r = 1,35.10^-1 nm, khối lượng nguyên tử là 65u.

a) Tính khối lượng riêng của nguyên tử kẽm.

b) Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân với bán kính r = 2.10^-6nm. Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm.

Cho biết V_{hình cầu} = (4/3)π.r³.

* Lời giải bài 5 trang 9 SGK hóa 10

a) r_Zn = 1,35. 10^-1 nm = 0,135.10^-7 cm (1nm = 10^-9m)

 1u = 1,6605.10^-24 g. (vì 1u = 1,6605. 10^-27 kg )

 m_Zn = 65.1,6605.10^-24 g = 107,9.10^-24g.