Một số bài toán điển hình về nguyên tử (HSG)

BÀI TOÁN VỀ NGUYÊN TỬ
( Dành cho học sinh giỏi )
-------------------

I- TÓM TẮT KIẾN THỨC:
1) Cấu tạo nguyên tử :






* Lưu ý :
- Số p = số e = số điện tích hạt nhân
- Quan hệ giữa số p và số : p ( n ( 1,5p ( đúng với 83 nguyên tố )
- Khối lượng tương đối của 1 nguyên tử ( nguyên tử khối )
NTK = số n + số p
- Khối lượng tuyệt đối của một nguyên tử ( tính theo gam )
Cách 1 : mTĐ = m e + mp + mn
Cách 2 : mTĐ = mtđ ( 0,166. 10-23 ( gam)
( Vì khối lượng các electron rất nhỏ nên giá trị tính được từ 2 cách trên gần bằng nhau )
- Các electron sắp xếp theo lớp từ trong ra ngoài ( tuỳ theo mức năng lượng)
STT của lớp : 1 2 3 …
Số e tối đa : 2e 8e 18e …
2) Sự tạo thành ion
Để đạt cấu trúc bão hòa ( 8e ở lớp ngoài cùng hoặc 2e đối với H ) thì các nguyên tử có thể nhường hoặc nhận thêm electron tạo ra những phần mang điện - gọi là ion
* Kim loại và Hiđro : nhường e để tạo ion dương ( cation)
Ca – 2e ( Ca2 +
* Các phi kim nhận e để tạo ion âm (anion)
Cl + 1e ( Cl -
II- BÀI TẬP
1) Một nguyên tử X có tổng số hạt e,p,n là 34. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10. Tìm tên nguyên tử X. Vẽ sơ đồ cấu tạo của nguyên tử X và ion được tạo ra từ nguyên tử X
2) Tìm tên nguyên tử Y có tổng số hạt trong nguyên tử là 13. Tính khối lượng bằng gam của nguyên tử.
3) Một nguyên tử X có tổng số hạt là 46, số hạt không mang điện bằng
số hạt mang điện. Xác định nguyên tử X thuộc nguyên tố nào ? vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử X ?
4) Hợp chất A có công thức dạng MXy trong đó M chiếm 46,67% về khối lượng. M là kim loại, X là phi kim có 3 lớp e trong nguyên tử. Hạt nhân M có n – p = 4 . Hạt nhân X có n’=p’ ( n,p,n’,p’ là số nơtron và proton của nguyên tử M và X ). Tổng số proton trong MXy là 58. Xác định các nguyên tử M và X
Hướng dẫn:
Nguyên tử M có : n – p = 4 ( n = 4 + p ( NTK = n + p = 4 + 2p
Nguyên tử X có : n’ = p’ ( NTK = 2p’
Trong MXy có 46,67% khối lượng là M nên ta có :

(1)
Mặt khác : p + y.p’ = 58 ( yp’ = 58 – p ( 2)
Thay ( 2) vào (1) ta có : 4 + 2p =
. 2 (58 – p ) giải ra p = 26 và yp’ = 32
M có p = 26 ( Fe )
X thõa mãn hàm số : p’ =
( 1( y ( 3 )

y
1 2 3

P’
32(loại) 16 10,6 ( loại)

 Vậy X có số proton = 16 ( S )

5) Nguyên tử Z có tổng số hạt bằng 58 và có nguyên tử khối < 40 . Hỏi Z thuộc nguyên tố hoá học nào. Vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử của nguyên tử Z ? Cho biết Z là gì ( kim loại hay phi kim ? )
Hướng dẫn : đề bài ( 2p + n = 58 ( n = 58 – 2p ( 1 )
Mặt khác : p ( n ( 1,5p ( 2 )
( p ( 58 – 2p ( 1,5p giải ra được 16,5 ( p ( 19,3 ( p : nguyên )
Vậy p có thể nhận các giá trị : 17,18,19
p
 17 18 19

n
 24 22 20

NTK = n + p
 41 40 39

 Vậy nguyên tử Z thuộc nguyên tố Kali ( K )
6) Tìm 2 nguyên tố A, B trong các trường hợp sau đây :
a) Biết A, B đứng kế tiếp trong một chu kỳ của bảng tuần hoàn và có tổng số điện tích hạt nhân là 25.
b) A, B thuộc 2 chu kỳ kế tiếp