Lý thuyết cấu tạo nguyên tử ôn thi đại học môn hóa học năm 2016

1 -I.

THÀNH PHҪN CҨU TҤO NGUYÊN TӰ1.

Lớp vӓGồm các hạt mang điện âm gọi là electron(hay điện tử).

Khối lượng của các electron đều bằng nhau và xấp xỉ bằng 1/1840 khối lượng của nguyên tử hiđro là nguyên tử nhẹ nhất, tức là bằng: me = 9,1095.10-31kg hay bằng 0,00055 đơn vị Cacbon (đv.C).Điện tích của các electron đều bằng nhau và bằng -1,6.10-19 Culông.

Đó là điện tích nhỏ nhất, vì vậy được gọi là điện tích nguyên tố.2. Hҥt nhânHạt nhân nguyên tử gồm các hạt proton và nơtron.Proton. Proton có điện tích đúng bằng điện tích của electron nhưng ngược dấu tức là bằng +1,6.10-19Culông. Như vậy proton và electron cùng mang một điện tích nguyên tố, có dấu ngược nhau.

Để thuận tiện, người ta quy ước lấy điện tích nguyên tố làm đơn vị, coi điện tích của electron là 1- và điện tích cảu proton là 1+.

Nơtron.

Hạt nơtron không mang điện, có khối lượng xấp xỉ bằng khối lượng của proton và bằng:mp = mn = 1,67.10-27 kg hay xấp xỉ bằng 1 đv.C.3. Kích thước, khӕi lượng của nguyên tӱKích thước: Nếu hình dung nguyên tử như một khối cầu thì nó có đường kính khoảng 10-10m.

Để biểu thị kích thước nguyên tử, người ta dùng một đơn vị là Angxtrom và kí hiệu là Å.

1Å = 10-10 m hay 1Å = 10-8cm.

Nguyên tử nhỏ nhất là hiđro có bán kính khoảng 0,53 Å.

Đường kính của hạt nhân nguyên tử còn nhỏ hơn, vào khoảng 10-4Å, như vậy đường kính của nguyên tử lớn hơn đường kính của hạt nhân khoảng 10.000 lần.Ta tưởng tượng nếu phóng đại một nguyên tử vàng lên 109lần (một tỉ lấn !) thì nó có đường kính là 30 cm nghĩa là nguyên tử vừa bằng quả bóng rổ.

Trong khi đó thì hạt nhân nguyên tử vàng có một đường kính nhỏ hơn 0,003 cm nghĩa là có kích thước của một hạt cát nhỏ.Bảng - Khӕi lượng và điện tích của các hҥt cҩu tҥo nên nguyên tӱTên Kí hiệu Khối lượng Điện tích Electron e me = 9,1095 ́ 10-31 kg me » 0,549 ́ 10-3đv.C-1,602.10-19 CProton p mp = 1,6726 ́ 10-27 kg mp» 1đv.C+1,602.10-19 CNơtronn mn = 1,6750 ́ 10-27 kg mn» 1đv.C0 Đường kính của electron và proton lại còn nhỏ hơn nhiều : khoảng 10-7 Å.

Electron chuyển động xung quanh hạt nhân.

Giữa electron và hạt nhân là chân không : từ đó ta thấy nguyên tử có cấu tạo rỗng !Khối lượng: Khối lượng của một nguyên tử vào khoảng 10-26kg.

Nguyên tử nhẹ nhất là hiđro có khối lượng là 1,67.10-27 kg.

Khối lượng của nguyên tử cacbon là 1,99.10-26 kg.

Một lượng chất rất nhỏ cũng chứa một số nguyên tử lớn tới mức ta khó mà hình dung được.

Ví dụ : Trong 2 gam cacbon có1023nguyên tử cacbon.

Một lít nước cũng chứa tới khoảng 9.1025nguyên tử hiđro và oxi.II. HҤT NHÂN NGUYÊN TӰ- NGUYÊN TӔ HÓA HӐC- ĐӖNG Vӎ1.

2 -Vì điện tích của mỗi proton bằng một đơn vị điện tích dương (1+) nên trong hạt nhân nếu có Z proton, thì điện tích của hạt nhân sẽ là Z+.

Thực nghiệm cho biết nguyên tử trung hoà điện nên số proton trong hạt nhân bằng số electron chuyển động quanh hạt nhân.

Như vật, trong nguyên tử:Điện tích hạt nhân = Số proton = Số electronVí dụ: Điện tích hạt nhân nguyên tử oxi là 8+, như vậy nguyên tử oxi có 8 proton và có 8 electron.

Biết được điện tích hạt nhân nguyên tử (cũng như biết được số proton và số electron) tức là nắm được chìa khóa để nhận biết nguyên tử.b.Số khốiTổng số hạt proton (kí hiệu là Z) và tổng số hạt hạt nơtron (kí hiệu là N) trong hạt nhân gọi là số khốicủa hạt nhân đó (kí hiệu là A).A = Z + N Ví dụ: Trong hạt nhân nguyên tử clo có 17 proton và 18 nơtron, vậy số khối của hạt nhân nguyên tử clo là: 17 + 18 = 35.

c, Khối lượng nguyên tửKhối lượngcủanguyêntử bằngtổngkhối lượngcủaproton,nơtronvàelectroncótrongnguyêntử.

Nhưngvì khối lượngcủaelectronrấtnhỏsovớikhối lượngcủaprotonvànơtronnênkhối lượngcủa nguyên tử coi như bằng khối lượng của các proton và nơtron trong hạt nhân nguyên tử.Ví dụ: Hạt nhân của nguyên tử nhôm có13 proton và 14 nơtron, xung quanh hạt nhân có 13 electron.

Xác định khối lượng nguyên tử nhôm.Khối lượng của nguyên tử nhôm coi như bằng khối lượng của 13 proton và 14 nơtron.

Khối lượng của mỗi proton và mỗi nơtron xấp xỉ bằng 1 đv.C. Vậy khối lượng nguyên tử nhôm bằng 27 đv.C.Như vậy, hạt nhân tuy rất nhỏ so với cả nguyên tử nhưng lại tập trung ở đó hầu như toàn bộ khối lượng của nguyên tử.2.Nguyên tӕ hoá hӑca.Định nghĩaTất cả các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân đều thuộc cùng một nguyên tố hoá học.Như vậy, các nguyên tử của cùng một nguyên tố hoá học có cùng số proton và cùng số electron.Ví dụ: Tất cả các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân là 17+ đều thuộc nguyên tố clo.

Các nguyên tử của nguyên tố clo đều có 17 proton và 17 electron.Chođếnnay,người tađãbiết92 nguyêntố tựnhiênvàkhoảng17 nguyêntố nhântạo(tổngsố khoảng 109 nguyên tố).

Các nguyên tố nhân tạo chưa được phát hiện thấy trên Trái Đất hay bất kì nơi nào khác trong vũ trụ mà được điều chế trong phòng thí nghiệm.Tính chất của một nguyên tố hoá học là tính chất của tất cả các nguyên tử của nguyên tố đó.b.Số hiệu nguyên tửĐiện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố được gọi là số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.Số hiệu nguyên tử đặc trưng cho một nguyên tố hoáhọc và thường được kí hiệu là Z.Ví dụ: Số hiệu nguyên tử của nguyên tố urani là 92.

Vậy : điện tích hạt nhân nguyên tử urani là 92+ ; có 92 proton trong hạt nhân và 92 electron ngoài lớp vỏ.c.Kí hiệu các nguyên tửĐể đặc trưng đầy đủ cho một nguyên tốhoá học, bên cạnh kí hiệu thường dùng, người ta còn ghi các chỉ dẫn sau: AZXX : kí hiệu của nguyên tố.

Z : số hiệu nguyên tử.

A : số khối A = Z + N.