Bài 1. Thành phần nguyên tử

Thành phần nguyên tử
Bài: 1
Nguyên tử có kích thước, khối lượng và thành phần cấu tạo như thế nào ?
Kích thước, khối lượng và điện tích của các hạt tạo thành nguyên tử là bao nhiêu?

Vào khoảng năm 440 trước Công Nguyên, nhà triết học Đê-mô-crít cho rằng đồng tiền bạc bị chia nhỏ mãi, sau cùng sẽ được một hạt “không thể phân chia được nữa”, gọi là nguyên tử (xuất phát từ chữ hi lạp atomos, nghĩa là “không thể chia nhỏ được nửa”.
Ngày nay, người ta có thể phân chia được các nguyên tử bạc nhưng các hợp phần thu được không còn giữ nguyên tính chất bạc được nữa.
Những công trình thực nghiệm vào cuối thế kỉ XIX, đầu thế kỉ XX đã chứng minh nguyên tử có thật và có cấu tạo phức tạp.
I –Thành phần cấu tạo của nguyên tử
1. Electron:
a. Sự tìm ra electron:
* Thí nghiệm (SGK) 1 2 3
Tia âm cực có các đặc tính sau :
Là chùm hạt vật chất có khối lượng và chuyển động với vận tốc lớn.
- Khi không có tác dụng của điện trường và từ trường thì tia âm cực truyền thẳng.
Là chùm hạt mang điện tích âm.
 Những hạt tạo thành tia âm cực là electron (e).
Sơ đồ thí nghiệm của Thomson
phát hiện ra tia âm cực
+
15kv
Anod
Catod
+
-
Sơ đồ thí nghiệm của Thomson
phát hiện ra tia âm cực
+
15kv
Anod
Catod
Sơ đồ thí nghiệm của Thomson
phát hiện ra tia âm cực
+
+
15kv
Anod
Catod
Tấm kim loại tích điện làm
thay đổi đường đi của chùm tia
b. Khối lượng và điện tích của electron
Khối lượng : me = 9,1094.10-31kg
Điện tích : qe = - 1,602.10-19 C (culông)


= -e0 (với e0 là điện tích đơn vị)
= 1- (theo quy ước)
I –Thành phần cấu tạo của nguyên tử
1. Electron:
a. Sự tìm ra electron:

Lá vàng mỏng
Màng huỳnh quang
Khe hở
Rađi chứa trong hộp chì phóng ra tia α
Mô hình thí nghiệm khám phá ra hạt nhân nguyên tử
2. Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử
* Thí nghiệm 1.4 (SGK)
Hình ảnh đường đi các hạt α khi bắn xuyên qua các nguyên tử của lá vàng
 hầu hết các hạt α điều xuyên thẳng qua lá vàng, nhưng có một số ít hạt lệch hướng, 1 số ít bị bật lại phía sau khi gặp lá vàng.
Hạt α
Các nguyên tử của lá vàng
* Kết luận:
Nguyên tử phải chứa phần mang điện dương có khối lượng lớn, có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử.
→ Nguyên tử có cấu tạo rỗng, phần mang điện dương là hạt nhân.
Xung quanh hạt nhân có các electron tạo nên vỏ nguyên tử.
Khối lượng nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân.
2. Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử
* Thí nghiệm 1.4 (SGK)
+
-
Vỏ nguyên tử do các electron quay xung quanh tạo nên
Hạt nhân mang điện dương
3. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử
a. Sự tìm ra proton (1918, Rutherford)
 Proton (p) là một thành phần cấu tạo nên hạt nhân nguyên tử.
Khối lượng : mp = 1,6726.10-27 kg
Điện tích : qp = e0 = 1+ (quy ước)
b) Sự tìm ra nơtron (1932, J.Chadwick)
 Nơtron (n) là một thành phần cấu tạo nên hạt nhân nguyên tử.
Khối lượng: mn ≈ mp
Điện tích: qn = 0
Hạt nhân nằm ở tâm nguyên tử gồm các hạt proton và nơtron.
Vỏ nguyên tử gồm các electron quay xung quanh hạt nhân.
Vì khối lượng của các electron rất nhỏ nên khối lượng nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân.
Nguyên tử trung hòa về điện nên số p = số e
Thành phần cấu tạo của nguyên tử gồm:
c) Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử
Hạt nhân nguyên tử được tạo thành bởi các proton và nơtron. Vì nơtron không mang điện, số proton trong hạt nhân phải bằng số đơn vị điện tích dương của hạt nhân và bằng số electron quay xung quanh hạt nhân.
II- KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG CỦA NGUYÊN TỬ
1. Kích thước
Để biểu thị kích thước nguyên tử, người ta dùng đơn vị nanomet (nm) hay angstrom (Å).
1 nm = 10-9 m ; 1 Å = 10-10 m ;1 nm = 10 Å
+
-
≈ 10-10m
Kích thước nguyên tử
a) Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử hidro có bán kính khoảng 0,053 nm.
b) Đường kính của hạt nhân nguyên tử vào khoảng 10-5 nm.
Rnguyên tử > Rhạt nhân : 104 lần
c) Đường kính của electron và của proton khoảng
10-8nm.
2. Khối lượng
Đơn vị khối lượng nguyên tử (u), u còn được gọi là đơn vị cacbon (đvC)
1u = 1/12 m 1 nguyên tử đồng vị cacbon-12
Bảng khối lượng và điện tích
của các hạt tạo nên nguyên tử
qe=-1,602.10-19C
= -e0=1-
qp =1,602.10-19 C = e0 = 1+
qn = 0
me =9,1094.10-31kg
me ≈ 0.00055u
mp = 1.6726.1027kg
mp ≈ 1u
mn = 1.6726.10-27kg
mn ≈ 1u
Bài tập
củng cố kiến thức
1. Các hạt cấu tạo nên hạt nhân của hầu hết nguyên tử là:
2. Các hạt cấu tạo nên hầu hết các nguyên tử là:
Đáp án :
Ta có :
1 mol hidro có 6,023.1023 nguyên tử hidro nặng 1,008 g
Vậy 1 nguyên tử hidro nặng ? g
Khối lượng 1 nguyên tử H là :
1,008.1
(6,023.1023)

≈ 1,67.10-24 g.
3.Cho khối lượng mol của nguyên tử H là 1,008 g, biết 1 mol H có 6,023.1023 hạt vi mô. Tính khối lượng của 1 nguyên tử H.