Mục lục
A. Lý thuyết
I. Thành phần cấu tạo của nguyên tử
– Nguyên tử gồm 2 thành phần chính là hạt nhân và vỏ hạt.
– Do nguyên tử trung hòa về điện nên số p = số e (Nguyên tử: số e = số p, Ion: số e ≠ số p).
II. Kích thước và khối lượng nguyên tử
1. Kích thước
– Nguyên tử có kích thước vô cùng nhỏ. Đường kính nguyên tử khoảng 10-10 m và của hạt nhân khoảng 10-14 m.
– Đơn vị dùng để biểu thị kích thước nguyên tử là angstron (1Å = 10-10m) hoặc nanomet (1nm = 10-9m)
2. Khối lượng
– Khối lượng của nguyên tử tập trung chủ yếu ở hạt nhân (vì khối lượng của e rất nhỏ bé). Do đó một cách gần đúng có thể coi khối lượng nguyên tử là khối lượng của hạt nhân.
– Đơn vị khối lượng nguyên tử: kí hiệu là u (đvC)
– Giá trị của 1u (đvC) bằng 1/12 khối lượng của một nguyên tử đồng vị cacbon-12.
– Khối lượng của nguyên tử cacbon là 19,9265.10-27kg.
⇒ 1u = 
– Khối lượng của 1 nguyên tử hiđro là
1,008.6,022.10−23 = 0,16738.10-23 g
= 1,6738.10-27 kg ~ 1u
Bảng 1 – Khối lượng và điện tích của các hạt cấu tạo nên nguyên tử
B. Bài tập
1. Dạng 1: Bài tập thành phần nguyên tử
VD1: Hạt nhân của hầu hết các nguyên tử do các loại hạt sau cấu tạo nên
A. electron, proton và nơtron B. electron và nơtron
C. proton và nơtron D. electron và proton
Đáp án C
VD2: Khối lượng của 1 nguyên tử cacbon-12 là
A. 1u B. 12 gam
C. 1 đvC D. 12u
Đáp án D
VD3: Trong nguyên tử hạt mang điện tích dương là
A. electron và proton B. proton
C. proton và notron D. notron
Đáp án B
VD4: Điều khẳng định nào sau đây là sai?
A. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo nên bởi các hạt proton, electron, nơtron.
B. Trong nguyên tử số hạt proton bằng số hạt electron.
C. Hạt nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ so với nguyên tử.
D. Nguyên tử được cấu tạo nên bởi các hạt proton, electron, nơtron.
Đáp án A.
2. Dạng 2: Tìm số p, n, e
a. Tìm số e trong nguyên tử thông thường
Ngtử X có số hạt (p, n, e) nhận thêm a electron → Ion Xa- có số hạt là (p, n, e + a)
Ngtử Y có số hạt (p, n, e) nhường (cho) b electron → Ion Yb+ có số hạt là (p, n, e – b)
VD1: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản là 40. Tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 12 hạt. Hạt nhân của X có số hạt là
A. 27 B. 26 C. 28 D. 23
Lời giải:
Vì trong nguyên tử số p = số e nên
Tổng số hạt là: 2P + N = 40
Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 12 ⇒ 2P – N = 12
⇒ P = 13, N = 14. Trong hạt nhân X có số hạt là P + N = 27
b. Tìm số e trong nguyên tử theo phương pháp biện luận
Đối với các nguyên tố có Z < 82 thì ta luôn có: 1 ≤ Z/N ≤ 1,5.
VD1: Tổng số hạt cơ bản của nguyên tố X là 18. Tính số hạt mang điện tích dương trong X?
Lời giải:
Theo đề bài ta có: 2Z + N = 18 (1)
Vì ZX < 82 nên ta có: 1 ≤ Z/N ≤ 1,5 ⇒ Z ≤ N ≤1,5Z
Cộng và mỗi vế 2Z ta có: 3Z ≤ 2Z + N ≤ 3,5Z thay vào (1) ta có:
5,11 ≤ Z ≤ 6
Vì Z nguyên nên Z = 6
Vậy số hạt mang điện tích dương trong X là Z = 6 hạt.
c. Tìm số p, n, e của các nguyên tử trong phân tử
VD1: Tổng số hạt mang điện trong hợp chất AB bằng 40. Số hạt mang điện trong nguyên tử A nhiều hơn số hạt trong nguyên tử B là 8. Tìm số proton của A và B.
Lời giải:
Gọi số proton trong A và B lần lượt là ZA và ZB
Theo đề bài ra ta có:
Vậy số proton trong A và B lần lượt là 12 và 8.
VD2: Tổng số hạt mang điện trong hợp chất AB2 bằng 44. Số hạt mạng điện của nguyên tử B nhiều hơn số hạt mang điện của nguyên tử A là 4. Tìm số hiệu nguyên tử của A và B
Lời giải:
Gọi số proton trong A và B lần lượt là ZA và ZB
Theo đề bài ra ta có:
Vậy số proton trong A và B lần lượt là 6 và 8.
3. Dạng 3: Tính toán kích thước nguyên tử
VD1: Khối lượng riêng của canxi kim loại là 1,55 g/cm3. Giả thiết rằng, trong tinh thể canxi các nguyên tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng. Cho NTK của Ca là 40đvC, bán kính nguyên tử canxi là
A. 0,185nm B. 0,196nm C. 0,155nm D. 0,168nm
Lời giải:
Xét 1cm3 tinh thể canxi có khối lượng 1,55 gam, trong đó tổng thể tích các nguyên tử canxi là 0,74cm3
1,55 gam canxi tương ứng với 0,03875 mol hay 2,325.1022 nguyên tử.
Thể tích 1 nguyên tử canxi là 3,18.10-23 cm3.
Mà coi nguyên tử là hình cầu vậy bán kính nguyên tử canxi là 1,96.10-8 cm hay 0,196nm. Đáp án B.