Hạt nhân nguyên tử, nguyên tố hoá học là gì? Nguyên tử khối là gì? Công thức tính nguyên tử khối trung bình - Hoá 10 bài 3 CTST

Vậy hạt nhân nguyên tử là gì? nguyên tố hoá học là gì? một nguyên tử của nguyên tố hoá học có những đặc trưng cơ bản nào? nguyên tử khối là gì? Công thức xác định nguyên tử khối trung bình viết như thế nào?... chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Hạt nhân nguyên tử

- Số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) = số proton (P) = số electron (E).

- Điện tích hạt nhân = + Z.

- Số khối (A) = số proton (P) + số neutron (N)

* Ví dụ: Nguyên tử aluminium (Al) có 13 proton, 14 neutron. Suy ra:

+ Nguyên tử aluminium có số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron = 13.

+ Điện tích hạt nhân nguyên tử aluminium là +13.

+ Số khối A = số proton (P) + số neutron (N) = 13 + 14 = 27.

II. Nguyên tố hóa học

1. Số hiệu nguyên tử

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

- Mỗi nguyên tố hóa học có một số hiệu nguyên tử.

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

+ Số proton trong hạt nhân nguyên tử.

+ Số electron trong nguyên tử.

* Ví dụ: Nguyên tố carbon có số hiệu nguyên tử là 6. Suy ra:

+ Số proton trong hạt nhân nguyên tử carbon = 6

+ Số electron trong nguyên tử carbon = 6

2. Nguyên tố hóa học

- Nguyên tố hóa học là tập hợp những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân.

* Ví dụ: Protium; deuterium và tritium là các loại nguyên tử của nguyên tố hydrogen.

3. Kí hiệu nguyên tử

- Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử (số hiệu nguyên tử) của một nguyên tố hóa học và số khối được xem 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 với số khối A ở phía trên, số hiệu nguyên tử Z ở phía dưới.

* Ví dụ: Ký hiệu nguyên tử kẽm (zinc)

III. Đồng vị

- Các đồng vị của một nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng số proton (P), cùng số hiệu nguyên tử (Z), nhưng khác nhau về số neutron (N). Do đó, số khối (A) của chúng khác nhau.

* Ví dụ: Potassium (K) có 3 đồng vị là: 

- Trong tự nhiên, hầu hết các nguyên tố được tìm thấy dưới dạng hỗn hợp của các đồng vị.

- Ngoài các đồng vị bền, các nguyên tố hóa học còn có một số đồng vị không bền, gọi là các đồng vị phóng xạ, được sử dụng nhiều trong đời sống, y học, nghiên cứu khoa học…

IV. Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình

1. Nguyên tử khối

- Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử.

- 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 (1 amu).

- Một cách gần đúng, coi nguyên tử khối có giá trị bằng số khối.

* Ví dụ: Nguyên tử của nguyên tố magnesium (Mg) có 12 proton và 12 neutron.

⇒ Nguyên tử khối của Mg = 12 + 12 = 24 amu

2. Nguyên tử khối trung bình

- Mỗi nguyên tố thường có nhiều đồng vị, do đó trong thực tế người ta thường sử dụng giá trị nguyên tử khối trung bình.

- Muốn xác định giá trị nguyên tử khối trung bình của một nguyên tố, ta cần phải biết được phần trăm số nguyên tử các đồng vị của nguyên tố đó trong tự nhiên. Người ta thường dùng phương pháp phổ khối lượng để xác định phần trăm số nguyên tử các đồng vị tự nhiên của các nguyên tố.

- Công thức tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố X: 

Trong đó:

 là nguyên tử khối trung bình của X

A_i: là nguyên tử khối đồng vị thứ i

a_i: là tỉ lệ % số nguyên tử đồng vị thứ i

* Ví dụ: Trong tự nhiên, nguyên tố chlorine có hai đồng vị với phần trăm số nguyên tử tương ứng là  và  có tỉ lệ tương ứng là 75,76% và 24,24%.

Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố chlorine là: