Điện tích và số khối hạt nhân | Lý thuyết & bài tập

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

Cấu tạo nguyên tử và hạt nhân

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