Trung Tâm Luyện Thi Đại Học
Bài 1. Thành phần của nguyên tử
Mở đầu – Trang 13
Nguyên tử gồm các loại hạt cơ bản nào? Các nhà khoa học đã phát hiện ra các loại hạt cơ bản đó như thế nào?
Hướng dẫn giải:
Nguyên tử gồm 3 hạt cơ bản là proton, neutron và electron. Các nhà khoa học đã phát hiện chúng thông qua các thí nghiệm:
– Năm 1897, Thomson thực hiện thí nghiệm phóng điện qua không khí loãng đã phát hiện ra chùm tia phát ra từ cực âm \( \Rightarrow \) Chùm các hạt electron.
– Năm 1918, E. Rutherford và các cộng sự dùng hạt α bắn phá nitrogen đã phát hiện ra hạt proton.
– Năm 1932, J. Chadwick và cộng sự của Rutherford đã phát hiện ra hạt neutron khi bắn phá beryllium bằng các hạt \( \alpha \) .
I. Các loại hạt cấu tạo nên nguyên tử – Trang 13
1. Nguyên tử chứa những hạt mang điện là:
A. proton và \( \alpha \).
B. proton và neutron.
C. proton và electron.
D. electron và neutron.
2. Quan sát hình ảnh mô phỏng kết quả thí nghiệm bắn phá lá vàng thực hiện bởi Rutherford (Hình 1.3) và nhận xét về đường đi của các hạt \( \alpha \).
Hướng dẫn giải:
1. Nguyên tử chứa những hạt mang điện là proton mang điện tích dương và electron mang điện tích âm.
2. Trong thí nghiệm bắn phá lá vàng, hầu hết các hạt α đều xuyên thẳng qua lá vàng.
\( \Rightarrow \) Nguyên tử có cấu tạo rỗng, ở tâm chứa một hạt nhân mang điện tích dương và có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử.
II. Kích thước và khối lượng của nguyên tử – Trang 15
3. Nếu phóng đại một nguyên tử vàng lên 1 tỉ (109) lần thì kích thước của nó tương đương một quả bóng rổ (có đường kính 30 cm) và kích thước của hạt nhân tương đương một hạt cát (có đường kính 0,003 cm). Cho biết kích thước nguyên tử vàng lớn hơn so với hạt nhân bao nhiêu lần.
4. Một loại nguyên tử nitrogen có 7 proton và 7 neutron trong hạt nhân. Dựa vào Bảng 1.1, hãy tính và so sánh:
a) Khối lượng hạt nhân với khối lượng nguyên tử.
b) Khối lượng hạt nhân với khối lượng vỏ nguyên tử.
Hướng dẫn giải:
3. Ta có: \( \frac{{{r}_{nt}}}{{{r}_{hn}}}=\frac{30}{0,003}=10000 \).
\( \Rightarrow \) Kích thước của nguyên tử vàng gấp khoảng 10000 lần hạt nhân của nó.
4.
a) Khối lượng của hạt nhân là:
\( {{m}_{hn}}={{m}_{p}}+{{m}_{n}}=7.1,{{672.10}^{-27}}+7.1,{{675.10}^{-27}}=2,{{3429.10}^{-26}}\text{ }(kg) \).
Nguyên tử trung hòa về điện nên số proton bằng số electron nên số electron là 7.
Khối lượng nguyên tử là:
\( {{m}_{nt}}={{m}_{hn}}+{{m}_{e}}=2,{{3429.10}^{-26}}+7.9,{{109.10}^{-31}}=2,{{3435.10}^{-26}}\text{ }(kg) \)
\( \Rightarrow {{m}_{hn}}\simeq {{m}_{nt}} \).
b) Khối lượng của vỏ nguyên tử là: \( {{m}_{e}}=7.9,{{109.10}^{-31}}=6,{{3763.10}^{-30}}\text{ }(kg) \)
\( \Rightarrow {{m}_{hn}}\gg {{m}_{e}} \)(khối lượng hạt nhân lớn hơn rất nhiều so với khối lượng vỏ nguyên tử).
III. Điện tích hạt nhân và số khối – Trang 16
Aluminium là kim loại phổ biến nhất trên vỏ Trái Đất, được sử dụng trong các ngành xây dựng, ngành điện hoặc sản xuất đồ gia dụng. Hạt nhân của nguyên tử aluminium có điện tích bằng +13 và số khối bằng 27. Tính số proton, số neutron và số electron có trong nguyên tử aluminium.
Hướng dẫn giải:
Hạt nhân của nguyên tử aluminium có điện tích bằng +13.
\( \Rightarrow \) số proton = số electron = 13
Số khối bằng 27 \( \Rightarrow \) số neutron = 27 – 13 = 14
Vận dụng phương pháp mô hình để mô tả cấu tạo nguyên tử.
Hướng dẫn giải:
Ví dụ: Mô hình nguyên tử Li như sau:
Từ mô hình nguyên tử Li xác định được thành phần cấu tạo của nguyên tử Li:
+ Lớp vỏ gồm 3 electron.
+ Hạt nhân gồm 3 proton và 4 neutron.
