Bài 21. Cấu trúc hạt nhân trang 70, 71, 72 SBT Vật lí 12 Kết nối tri thức

21.1

Đánh dấu (x) vào các cột (đúng) hoặc (sai) tương ứng với các nội dung trong bảng dưới đây

Nội dung	Đúng	Sai
Hạt nhân mang điện tích dương, có khối lượng gần bằng khối lượng nguyên tử chứa nó nhưng kích thước nhỏ hơn kích thước nguyên tử cỡ 10⁴ lần.
Hạt nhân mang điện tích dương, có khối lượng nhỏ hơn khối lượng nguyên tử chứa nó rất nhiều và kích thước nhỏ hơn kích thước nguyên tử cỡ 10³ lần.
Đơn vị khối lượng nguyên tử kí hiệu là amu; 1 amu có giá trị $\frac{1}{12}$ bằng khối lượng nguyên tử của đồng vị $_{6}^{12} C;$ 1 amu ≈ 1,66054.10^-27 kg.
Hạt nhân nguyên tử được tạo thành bởi các hạt nucleon và electron.
Hạt nhân nguyên tử được tạo thành bởi các hạt nucleon.
Có hai loại nucleon là proton mang điện tích +le và neutron trung hoà về điện. Các nucleon có khối lượng xấp xỉ bằng 1 amu.
Kí hiệu hạt nhân $_{Z}^{A} X,$ trong đó X, A, Z lần lượt là kí hiệu hoá học nguyên tố, số khối và số hiệu nguyên tử.
Các nucleon nằm sát nhau và không chồng lấn vào nhau. Có thể coi hạt nhân nguyên tử như một quả cầu bán kính R; R phụ thuộc vào tổng số hạt nucleon A theo công thức gần đúng: $R = 1, 2 \cdot 10^{- 15} \cdot A^{\frac{1}{3}} (m)$

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Nội dung	Đúng	Sai
Hạt nhân mang điện tích dương, có khối lượng gần bằng khối lượng nguyên tử chứa nó nhưng kích thước nhỏ hơn kích thước nguyên tử cỡ 10⁴ lần.	x
Hạt nhân mang điện tích dương, có khối lượng nhỏ hơn khối lượng nguyên tử chứa nó rất nhiều và kích thước nhỏ hơn kích thước nguyên tử cỡ 10³ lần.		x
Đơn vị khối lượng nguyên tử kí hiệu là amu; 1 amu có giá trị $\frac{1}{12}$ bằng khối lượng nguyên tử của đồng vị $_{6}^{12} C;$ 1 amu ≈ 1,66054.10^-27 kg.	x
Hạt nhân nguyên tử được tạo thành bởi các hạt nucleon và electron.		x
Hạt nhân nguyên tử được tạo thành bởi các hạt nucleon.	x
Có hai loại nucleon là proton mang điện tích +le và neutron trung hoà về điện. Các nucleon có khối lượng xấp xỉ bằng 1 amu.	x
Kí hiệu hạt nhân $_{Z}^{A} X,$ trong đó X, A, Z lần lượt là kí hiệu hoá học nguyên tố, số khối và số hiệu nguyên tử.	x
Các nucleon nằm sát nhau và không chồng lấn vào nhau. Có thể coi hạt nhân nguyên tử như một quả cầu bán kính R; R phụ thuộc vào tổng số hạt nucleon A theo công thức gần đúng: $R = 1, 2 \cdot 10^{- 15} \cdot A^{\frac{1}{3}} (m)$	x

21.2

Hạt nhân nguyên tử gồm

A. electron và proton.

B. neutron và proton.

C. neutron và electron.

D. electron và pozitron

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Hạt nhân nguyên tử gồm neutron và proton.

Đáp án: B

21.3

Các nguyên tử là nguyên tử đồng vị khi hạt nhân của chúng nó

A. cùng số proton.

B. cùng số neutron.

C. cùng số neutron.

D. cùng khối lượng.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Đồng vị là các hạt nhân có cùng số proton.

Đáp án: A

21.4

Hạt nhân $_{15}^{31} P$ có

A. 31 proton và 15 neutron.

B. 16 proton và 15 neutron.

C. 15 proton và 16 neutron.

D. 31 neutron và 15 proton.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Hạt nhân $_{15}^{31} P$ có Z = 15 proton, N = 31 – 15 = 16 neutron.

Đáp án: C

21.5

Hạt nhân nguyên tử $_{19}^{41} K$ gồm

A. 19 proton và 41 nơtron.

B. 19 proton và 22 neutron.

D. 22 proton và 19 neutron.

C. 41 proton và 19 neutron.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Hạt nhân nguyên tử $_{19}^{41} K$ gồm 19 proton, 41 – 19 = 22 neutron.

Đáp án: B

21.6

Có 22 neutron trong đồng vị ⁴²Ca. Số proton trong đồng vị ⁴⁰Ca là

A. 28.

B. 26.

C. 24.

D. 20.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Số proton trong cả 2 đồng vị đều có cùng giá trị là 42 – 22 = 20.

Đáp án: D

21.7

Cho số Avogadro N_A = 6,02.10²³ mol^-1. Số neutron có trong 3,5 g carbon $_{6}^{14} C$ có giá trị bằng

A. 3,01.10²³.

B. 6,02.10²³.

C. 9,03.10²³.

D. 12,04.10²³.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hóa học

Lời giải chi tiết:

Số neutron có trong một nguyên tử carbon $_{6}^{14} C$ là N = 14 – 6 = 8.

Số nguyên tử có trong m = 3,5 g carbon là: $\frac{m \cdot N_{A}}{M} = \frac{3, 5 \cdot 6, 02 \cdot 10^{23}}{14} = 1, 505 \cdot 10^{23}$

Số neutron có trong 3,5 g carbon là: 8.1,505.10²³ = 12,04.10²³.

Đáp án: D

21.8

Cho khối lượng các nguyên tử oxygen và hydrogen lần lượt là 15,999 amu; 1,0078 amu. Số nguyên tử oxygen có trong 5 g nước xấp xỉ bằng

A. 1,67.10²³.

B. 1,51.10²³.

C. 6,02.10²³.

D. 3,34.10²³.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hóa học

Lời giải chi tiết:

Số nguyên tử oxygen có trong 1 mol (18g) H₂O là: 6,02.10²³

Số nguyên tử oxygen có trong 5 g H₂O là: $\frac{m \cdot N_{A}}{M} = \frac{5 \cdot 6, 02 \cdot 10^{23}}{18} = 1, 67 \cdot 10^{23} .$

Đáp án: A

21.9

Xác định giá trị gần đúng bán kính của hạt nhân $_{92}^{238} U .$ . Hạt nhân $_{92}^{238} U$ có thể tích lớn gấp thể tích của hạt nhân $_{2}^{4} H e$ khoảng mấy lần?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hóa học

Lời giải chi tiết:

Áp dụng công thức: $R = 1, {2.10}^{- 15} A^{\frac{1}{3}} (m); V = \frac{4}{3} π R^{3} \Rightarrow V \~ A .$

$\Rightarrow \frac{V_{U}}{V_{H e}} = \frac{A_{U}}{A_{H e}} = \frac{238}{4} = 59, 5$ lần.

21.10

Đánh giá kích thước hạt nhân bằng thí nghiệm tưởng tượng sau: Khi cho một quả bóng lăn theo hướng ngẫu nhiên vào một dãy các quả bóng có đường kính a = 25 cm được gắn chặt cách đều nhau một khoảng cách không đổi là b = 50 cm (Hình 21.1) thì có thể tính được xác suất xảy ra va chạm giữa quả bóng chuyển động với một trong những quả bóng đứng yên rồi bật trở lại gần đúng là: Pbật= $\frac{a}{b} = 50 % .$ Còn xác suất quả bóng chuyển động đi xuyên qua dãy các quả bóng đứng yên là P_xuyên = 1 – P_bật = 50%. Nếu đường kính a của tất cả các quả bóng bằng 5 cm thì hai xác suất trên sẽ lần lượt là P_bật = 5% và P_xuyên = 95%, và nếu a = 5 mm thì hai xác suất này sẽ chỉ còn lần lượt là P_bật = 0,5% và P_xuyên = 99,5%.

Hãy dựa vào sự tượng tự của thí nghiệm tưởng tượng trên với thí nghiệm của Rutherford bằng cách coi a là kích thước của hạt nhân nguyên tử vàng, coi b là kích thước của nguyên tử vàng, coi P_bật là tần suất đốm sáng ở vị trí 3 và p_xuyên là tần suất đốm sáng ở trị trí 1, để chứng tỏ rằng thí nghiệm của Rutherford cho thấy kích thước hạt nhân nguyên tử chỉ bằng khoảng $\frac{1}{10000}$ kích thước của nguyên tử, và điều này phù hợp với sự so sánh kích thước đã nêu trong thí nghiệm của Rutherford được nêu trong SGK.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Trong Hình 21.1 SGK có chú thích: “chỉ 1 trong khoảng 10% hạt a bị lệch hơn 90°”. Lệch hơn 90° có nghĩa là bật ngược trở lại, do vậy $p_{b a t} = \frac{a}{b} = \frac{1}{10^{4}} .$ Tức là hạt nhân nguyên tử vàng chỉ bằng khoảng $\frac{1}{10^{4}}$ kích thước của nguyên tử vàng.

21.11

Người ta gọi khối lượng nguyên tử của một nguyên tố hoá học là khối lượng trung bình của một nguyên tử chất đó (tính theo đơn vị amu). Vì trong một khối chất hoá học trong thiên nhiên bao giờ cũng chứa một số đồng vị của chất đó với những tỉ lệ xác định, nên khối lượng nguyên tử của một nguyên tố hoá học không bao giờ là một số nguyên, trong khi đó số A của một hạt nhân bao giờ cũng là một số nguyên. Neon thiên nhiên có ba thành phần là $_{10}^{20} N e;_{10}^{21} N e$ và $_{10}^{22} N e$ ; trong đó thành phần $_{10}^{21} N e$ chỉ chiếm 0,26%, còn lại chủ yếu là hai thành phần kia. Khối lượng nguyên tử của neon là 20,179 amu. Tính tỉ lệ phần trăm của các thành phần $_{10}^{20} N e$ và $_{10}^{22} N e$ .

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Ta có: 20x + 22y + 21.0,26:100 = 20,179

Lại có: x + y = 1 – 0,26:100 = 0,9974

Từ hai phương trình trên ta xác định được: x = 0,9092; y = 0,0882. Vậy thành phần neon $_{10}^{20} N e$ trong neon thiên nhiên là 90,92% và thành phần neon $_{10}^{20} N e$ là 8,82%.

21.12

Khí chlorine là hỗn hợp của hai đồng vị bền là ³⁵Cl có khối lượng nguyên tử 34,969 amu, hàm lượng 75,4% và ³⁷Cl có khối lượng nguyên tử 36,966 amu, hàm lượng 24,6%. Tính khối lượng nguyên tử của nguyên tố hoá học chlorine

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Khối lượng nguyên tử của chlorine: 34,969.75,4% + 36,966.24,6% = 35,46 amu.