Bài 1. Thành phần nguyên tử

Bài 1 - THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ
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-crit cho rằng đồng tiên 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 atoms, nghĩa là “không chia nhỏ hơn được nữa”).
Ngày nay, người ta có thể phân chia được các nguyên tử bạc thành những phần khác nhau, phần thu được không còn giữ nguyên tính chất của bạc nữa.
Cho đến tận giữa thế kỉ XIX, người ta cho rằng: Các chất đều được tạo nên từ những hạt cực kì nhỏ bé không thể phân chia được nữa, gọi là nguyên tử. 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 nguyên tử
Sự tìm ra electron
Năm 1897, nhà bác học người Anh Tôm-xơn (J.J. Thomson) nghiên cứu sự phóng điện giữa hai điện cực có hiệu điện thế 15 kV, đặt trong một ống gần như chân không (áp suất khoảng 0,001 mmHg) và thấy màn huỳnh quang trong ống phát sáng do những tia phát ra từ cực âm và được gọi là tia âm cực.
TN tia âm cực
TN mô phỏng
I. Thành phần nguyên tử
Sự tìm ra electron (e)
Năm 1897, J.J. Thomson tìm ra hạt mang điện âm gọi là electron (hay điện tử):
- me = 9,1094.10-31kg
- qe = -1,602.10-19C (culong) = 1- (1đvđt âm)
Giá trị 1,602.10-19C là đơn vị điện tích nhỏ nhất mà con người đã biết và được coi là đơn vị điện tích nguyên tố kí hiệu là eo
I. Thành phần nguyên tử
Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử
Năm 1911, nhà vật lí người Anh Rơ-dơ-pho (E.Rutherford) và các cộng sự đã cho các hạt bắn phá một lá vàng mỏng và dùng màn huỳnh quang đặt sau lá vàng để theo dõi đường đi của hạt . Kết quả thí nghiệm cho thấy hầu hết các hạt đều xuyên thẳng qua lá vàng, nhưng có một số ít hạt đi lệch hướng ban đầu và một số rất ít hạt bị bật lại phía sau khi gặp lá vàng.
TN mô phỏng
I. Thành phần nguyên tử
Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử
Năm 1911, Rơ-dơ-pho (E.Rutherford) tìm ra hạt nhân nguyên tử, có đặc điểm là :
- Kích thước rất nhỏ, mang điện tích dương
- Khối lượng lớn, chiếm gần như toàn bộ khối lượng ng.tử.

I. Thành phần nguyên tử
Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử
Sự tìm ra proton
Năm 1918, khi bắn phá hạt nhân nguyên tử nitơ bằng hạt , Rơ-dơ-pho đã quan sát thấy sự xuất hiện hạt nhân nguyên tử oxi và một loại hạt có khối lượng , mang một đơn vị điện tích dương (có điện tích bằng điện tích của e nhưng ngược dấu, kí hiệu là eo; quy ước bằng 1+). Đó chính là hạt proton, được kí hiệu bằng chữ p.
I. Thành phần nguyên tử
Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử
Sự tìm ra proton
Năm 1918, Rơ-dơ-pho đã tìm ra hạt proton (p)
- mp = 1,6726.10-27kg ≈ 1836.me
- qp = +1,602.10-19C = 1+ (1đvđt dương)
I. Thành phần nguyên tử
Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử
Sự tìm ra proton
Sự tìm ra nơtron
Năm 1932, chat-uých (J.Chadwick) (cộng tác viên của Rơ-dơ-pho) dùng hạt bắn phá hạt nhân nguyên tử beri đã quan sát thấy sự xuất hiện của một loại hạt mới có khối lượng xấp xỉ khối lượng của proton, nhưng không mang điện, được gọi là hạt nơtron (kí hiệu bằng chữ n).
I. Thành phần nguyên tử
Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử
Sự tìm ra proton
Sự tìm ra nơtron
Năm 1932, J.Chadwick tìm ra hạt nơtron (n):
- mn = 1,6748.10-27kg ≈ mp
- qn = 0 (n không mang điện)
Kết luận : thành phần cấu tạo ng.tử gồm
- Hạt nhân mang điện dương do p và n tạo nên.
- Vỏ ng.tử do các e chuyển động xung quanh hạt nhân tạo nên.
- Khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân, khối lượng e không đáng kể so với khối lượng ng.tử.
II. Kích thước, khối lượng ng.tử
Nguyên tử của các nguyên tố khác nhau có kích thước và khối lượng khác nhau.
Kích thước
Đơn vị : nanomet (nm) hay angstrom (Ao).
1nm = 10-9m ; 1Ao=10-10m => 1 nm =10 Ao.
- Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử hiđro có bán kính khoảng 0,053 nm = 0,53Ao.
- Đường kính của hạt nhân nguyên tử còn nhỏ hơn, vào khoảng 10-5nm, nhỏ hơn đường kính nguyên tử khoảng 10 000 lần .
- Đường kính của electron và đường kính của protron còn nhỏ hơn nhiều (khoảng 10-8nm), electron chuyển động xung quanh hạt nhân trong không gian rỗng của nguyên tử.
II. Kích thước, khối lượng ng.tử
Nguyên tử của các nguyên tố khác nhau có kích thước và khối lượng khác nhau.
Khối lượng
- Ta khó tưởng tưởng được rằng 1g của bất kì chất nào cũng chứa tới hàng tỉ tỉ nguyên tử.
Vd: 1g cacbon chứa 5.1022 (50 000 tỉ tỉ) ng.tử
- Đơn vị khối lượng ng.tử là u hay amu (atomic mass unit) hay đ.v.C



mH = 1,6738.10-27kg ≈ 1,008u ≈ 1u.
mC = 19,9265.10-27kg ≈ 12u.
Một số bài tập
Baì 1. Electron là
Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử mang điện
Hạt có điện tích 1- và có khối lượng ≈ 11840 u.
Nguyên tử, nhóm nguyên tử mang điện âm.
Hạt mang điện tích 1+, có khối lượng xấp xỉ bằng 1 u
Một số bài tập
Baì 2. Nguyên tử nguyên tố R có tổng số hạt mang điện và không mang điện là 34, trong đó số hạt mang điện gấp 1,833 lần số hạt không mang điện. R là nguyên tử nào dưới đây?
A. Na
B. Mg
C. F
D. Ne
Một số bài tập
Bài 3. Hạt nhân mang điên dương vì nó được tạo bởi
a Các hạt proton và nơtron.
b Các hạt proton, nơtron, electron.
c Các hạt proton.
d Các hạt electron và nơtron.
Một số bài tập
Bài 4. Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử của một nguyên tố là 40, trong đo số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 12. số e,p,n của X là :
a 13, 13, 14.
b 14, 13, 13.
c 13, 14, 13.
d kết quả khác.
Một số bài tập
5/ Biết 1u = 1,6605 .10-27 kg . Oxy có nguyên tử khối là 15,999 . Vậy khối lượng của nguyên tử Oxy là
a 26.566.10-28 kg
b 26.566 .10-27 kg
c 26.566.10-31kg
d 26.566. 10-27 g.
Một số bài tập
6/ Cho Sắt có p = 26 , Nguyên tử khối của sắt là 56 u . Khối lượng sắt có chứa đúng 1 kg electron là : ( Cho số NA = 6,023.1023 ,
me = 9,1.10-31 kg )
a 56,55.10-27 kg b. 3929,7093 kg
c Tất cả sai . D. 4076,15 kg
Một số bài tập
6/ Nguyên tử H có dạng hình cầu có bán kính 0,053 nm . Hạt nhân nguyên tử H có dạng khối cầu có bán kính 10-6 nm . Vậy tỉ lệ thể tích của nguyên tử H so với hạt nhân nguyên tử H và ý nghĩa về tỉ số này là :
a 0,15.1015 . Kích thước nguyên tử vô cùng lớn so với kích thước hạt nhân nên nguyên tử có cấu tạo rỗng .
b 0,15.1015 . Kích thước nguyên tử lớn so với kích thước hạt nhân nên nguyên tử có cấu tạo rỗng .
c 0,15.1016 . Kích thước nguyên tử vô cùng lớn so với kích thước hạt nhân nên nguyên tử có cấu tạo rỗng .
d 0,15.1014 . Kích thước nguyên tử vô cùng lớn so với kích thước hạt nhân nên nguyên tử có cấu tạo rỗng .