Bài 3. Nguyên tố hóa học trang 16, 17, 18, 19, 20 Hóa 10 Cánh diều

CH tr 16 MĐ

Những nguyên tử nào dưới đây thuộc cùng một nguyên tố hóa học

Phương pháp giải:

- Những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số proton sẽ thuộc cùng một nguyên tố hóa học.

Lời giải chi tiết:

- Những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số proton sẽ thuộc cùng một nguyên tố hóa học.

- Trong một nguyên tử trung hòa về điện, số hạt proton = số hạt electron

- Dễ dàng thấy được:

+ Hình a, hình c đều có 3 electron ở lớp vỏ => Hình a, hình c đều có 3 proton => Nguyên tử a, nguyên tử c thuộc cùng 1 nguyên tố hóa học

+ Hình b, hình d đều có 2 electron ở lớp vỏ => Hình b, hình d đều có 2 proton => Nguyên tử b, nguyên tử d thuộc cùng 1 nguyên tố hóa học

CH tr 16 CH

Nguyên tử lithium (Li) có 3 proton trong hạt nhân. Khi Li tác dụng với khí chlorine (Cl₂) sẽ thu được muối lithium chlorine (LiCl), trong đó Li tồn tại ở dạng Li⁺. Ion Li⁺ có bao nhiêu proton trong hạt nhân?

Phương pháp giải:

Nguyên tử Li và ion Li⁺ đều thuộc cùng 1 nguyên tố hóa học là Li

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tử Li và ion Li⁺ đều thuộc cùng 1 nguyên tố hóa học là Li

- Li⁺ là nguyên tử Li sau khi mất đi 1 electron. Do vậy Li⁺ sẽ có 3 proton và 2 electron

=> Trong hạt nhân Li và Li⁺ đều có cùng số hạt proton là 3.

CH tr 17 LT

1. Phân tử S₈ có 128 electron, hỏi số hiệu nguyên tử của lưu huỳnh (S) là bao nhiêu?

2. Một nguyên tử có Z hạt proton, Z hạt electron và N hạt neutron. Tính khối lượng (gần đúng, theo amu) và số khối của nguyên tử này. Nhận xét về kết quả thu được.

Phương pháp giải:

1.

- Số proton trong một hạt nhân nguyên tử được gọi là số hiệu nguyên tử

- Phân tử S₈ nghĩa là có 8 nguyên tử S

2.

Khối lượng nguyên tử = số proton + số neutron + số electron. 0,00055

Số khối nguyên tử = số proton + số neutron

Lời giải chi tiết:

1.

- Phân tử S₈ nghĩa là có 8 nguyên tử S

=> 1 nguyên tử S có 128 : 8 = 16 electron

- Nguyên tử trung hòa về điện có số hạt proton = số hạt electron

=> Nguyên tử S có 16 proton

- Mà số proton trong một hạt nhân nguyên tử được gọi là số hiệu nguyên tử

=> Nguyên tử S có số hiệu nguyên tử là 16

2.

Ta có:

+ Khối lượng nguyên tử = số proton + số neutron + số electron. 0,00055 = Z + N + 0,00055.Z ≈ Z + N

+ Số khối nguyên tử = số proton + số neutron = Z + N

Như vật khối lượng (gần đúng, theo amu) và số khối của nguyên tử có thể coi là bằng nhau

CH tr 17 CH

Nguyên tử Li có 3 proton, 4 neutron. Viết kí hiệu nguyên tử của nguyên tố này

Phương pháp giải:

- Kí kiệu nguyên tử $_{Z}^{A} X$ cho biết kí hiệu hóa học của nguyên tố (X), số hiệu nguyên tử (Z) và số khối (A)

- Số hiệu nguyên tử = số proton

- Số khối = số proton + số neutron

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tử C có 6 proton, 6 neutron

=> Số hiệu nguyên tử Z = 6, số khối A = số proton + số neutron = 6 + 6 = 12

- Kí hiệu nguyên tử: $_{11}^{23} X$

=> Số proton = Z = 11, số neutron = A – số proton = 23 – 11 = 12

Hoàn thành bảng:

Nguyên tử	Số p	Số n	Kí hiệu nguyên tử
C	6	6	$_{6}^{12} C$
X	11	12	$_{11}^{23} X$

CH tr 17 LT

3. Hoàn thành bảng sau

Nguyên tử	Số p	Số n	Kí hiệu nguyên tử
C	6	6	?
?	?	?	$_{11}^{23} X$

Phương pháp giải:

- Kí kiệu nguyên tử $_{Z}^{A} X$ cho biết kí hiệu hóa học của nguyên tố (X), số hiệu nguyên tử (Z) và số khối (A)

- Số hiệu nguyên tử = số proton

- Số khối = số proton + số neutron

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tử C có 6 proton, 6 neutron

=> Số hiệu nguyên tử Z = 6, số khối A = số proton + số neutron = 6 + 6 = 12

- Kí hiệu nguyên tử: $_{11}^{23} X$

=> Số proton = Z = 11, số neutron = A – số proton = 23 – 11 = 12

Hoàn thành bảng:

Nguyên tử	Số p	Số n	Kí hiệu nguyên tử
C	6	6	$_{6}^{12} C$
X	11	12	$_{11}^{23} X$

CH tr 18 CH

Câu hỏi: Cho các nguyên tử sau:

$_{2}^{5} X$ , $_{3}^{7} Y$ , $_{4}^{9} Z$ , $_{5}^{11} M$ , $_{5}^{12} T$

Những nguyên tử nào là đồng vị của nhau?

Phương pháp giải:

Các nguyên tử của cùng 1 nguyên tố hóa học có hạt nhân khác nhau về số neutron, có cùng số proton là đồng vị của nhau.

Lời giải chi tiết:

- Trong các nguyên tử: $_{2}^{5} X$ , $_{3}^{7} Y$ , $_{4}^{9} Z$ , $_{5}^{11} M$ , $_{5}^{12} T$ . Chỉ có nguyên tử M và T là có số hiệu nguyên tử (số proton) bằng nhau.

=> Nguyên tử M và T là đồng vị của nhau.

CH tr 18 VD

1. Nguyên tố oxygen có 17 đồng vị, bắt đầu từ $_{8}^{12} O$ , kết thúc là $_{8}^{28} O$ . Các đồng vị oxygen có tỉ lệ giữa số hạt neutron (N) và số hiệu nguyên tử thỏa mãn $1 ⩽ \frac{N}{Z} ⩽ 1, 25$ thì bền vững. Hỏi trong tự nhiên thường gặp đồng vị nào của oxygen?

2. Em hãy tìm hiểu đồng vị nào của oxygen chiếm tỉ lệ lớn nhất trong tự nhiên.

Phương pháp giải:

1.

- Nguyên tử O có số hiệu nguyên tử Z = 8.

- Thay Z = 8 vào bất phương trình: $1 ⩽ \frac{N}{Z} ⩽ 1, 25$ => Tìm ra khoảng giá trị của N

=> Tìm ra khoảng giá trị của số khối (A)

=> Đồng vị thường gặp của oxygen

2.

Đồng vị $_{8}^{16} O$ của oxygen chiếm tỉ lệ lớn nhất trong tự nhiên.

Lời giải chi tiết:

1.

Ta có: Nguyên tử oxygen có số hiệu nguyên tử Z = 8

Mà số hiệu nguyên tử thỏa mãn $1 ⩽ \frac{N}{Z} ⩽ 1, 25$ thì bền vững

Thay Z vào bất phương trình $1 ⩽ \frac{N}{Z} ⩽ 1, 25$ ta được:

$1 ⩽ \frac{N}{8} ⩽ 1, 25$

=> $8 ⩽ N ⩽ 10$

=> $8 + Z ⩽ N + Z ⩽ 10 + Z$

=> $16 ⩽ A ⩽ 18$

Vậy các đồng vị thường gặp của oxygen là: $_{8}^{16} O$ , $_{8}^{17} O$ , $_{8}^{18} O$ .

2.

Trong tự nhiên:

+ Đồng vị $_{8}^{16} O$ chiếm 99,757%

+ Đồng vị $_{8}^{17} O$ chiếm 0,039%

+ Đồng vị $_{8}^{18} O$ chiếm 0,204%

=> Đồng vị $_{8}^{16} O$ của oxygen chiếm tỉ lệ lớn nhất trong tự nhiên

CH tr 18 LT

4. Trong tự nhiên, argon có các đồng vị $^{40} Ar$ , $^{38} Ar$ , $^{36} Ar$ chiếm tương ứng khoảng 99,604%; 0,063% và 0,333% số nguyên tử. Tính nguyên tử khối trung bình của Ar.

Phương pháp giải:

- Nguyên tử khối trung bình của một nguyên tố hóa học ghi trong bảng tuần hoàn là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị trong tự nhiên.

- Nguyên tử khối trung bình: $M = \frac{a A + b B + c C + dD + . . .}{100}$

Trong đó: a, b, c, d là phần trăm các đồng vị

A, B, C, D là số khối của đồng vị dó

Lời giải chi tiết:

Ta có: $^{40} Ar$ chiếm 99,604%; $^{38} Ar$ chiếm 0,063%; $^{36} Ar$ chiếm 0,333%

=> $M_{Ar} = \frac{99, 694.40 + 0, 063.38 + 0, 333.36}{100} = 40, 02$

Vậy nguyên tử khối trung bình của Ar là 40,02

CH tr 18 CH

Chlorine có hai đồng vị bền là ³⁵Cl và ³⁷Cl. Nguyên tử khối trung bình của chlorine là 35,45. Tính tỉ lệ phần trăm số nguyên tử mỗi đồng vị của chlorine trong tự nhiên.

Phương pháp giải:

- Nguyên tử khối trung bình của một nguyên tố hóa học ghi trong bảng tuần hoàn là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị trong tự nhiên.

- Nguyên tử khối trung bình: $M = \frac{a A + b B + c C + dD + . . .}{100}$

Trong đó: a, b, c, d là phần trăm các đồng vị

A, B, C, D là số khối của đồng vị đó

Lời giải chi tiết:

- Gọi tỉ lệ đồng vị ³⁵Cl trong tự nhiên là x%

=> Tỉ lệ đồng vị ³⁷Cl trong tự nhiên là (100-x)%

- Nguyên tử khối trung bình của Cl là 35,45

=> $35, 45 = \frac{35. x + 37. (100 - x)}{100}$

=> x = 77,5

Vậy đồng vị ³⁵Cl chiếm 77,5% trong tự nhiên, đồng vị ³⁷Cl chiếm 22,5% trong tự nhiên

Bài tập 1

Bài 1: Hoàn thành bảng sau đây:

Kí hiệu	Số hiệu nguyên tử	Số khối	Số proton	Số electron	Số neutron
$_{18}^{40} Ar$	?	?	?	?	?
?	?	39	19	?	?
?	16	?	?	?	20

Phương pháp giải:

- Kí kiệu nguyên tử $_{Z}^{A} X$ cho biết kí hiệu hóa học của nguyên tố (X), số hiệu nguyên tử (Z) và số khối (A)

- Số hiệu nguyên tử = số proton = số electron

- Số khối = số proton + số neutron

Lời giải chi tiết:

- $_{18}^{40} Ar$

+ Có số hiệu nguyên tử = số proton = số electron = 18

+ Số khối = 40

+ Số neutron = 40 – 18 = 22

- Số khối = 39, số proton = 19 => Nguyên tố Kali (K)

+ Số hiệu nguyên tử = số proton = số electron = 19

+ Số neutron = 39 – 19 = 20

- Số hiệu nguyên tử = 16, số neutron = 20

+ Số hiệu nguyên tử = số proton = số electron = 16 => Nguyên tố lưu huỳnh (S)

+ Số khối = số proton + số neutron = 16 + 20 = 36

Hoàn thành bảng

Kí hiệu	Số hiệu nguyên tử	Số khối	Số proton	Số electron	Số neutron
$_{18}^{40} Ar$	18	40	18	18	22
$_{19}^{39} K$	19	39	19	19	20
$_{16}^{36} S$	16	36	16	16	20

Bài tập 2

Bài 2: Những phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Những nguyên tử có cùng số electron thì thuộc cùng một nguyên tố hóa học

B. Hai nguyên tử A và B đều có số khối là 14. Vậy hai nguyên tử này thuộc cùng một nguyên tố hóa học.

C. Những nguyên tử có cùng số neutron thì thuộc cùng một nguyên tố hóa học.

Phương pháp giải:

A. Những nguyên tử đều có số electron = số proton

B. Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân

C. Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân

=> Tất cả nguyên tử của cùng 1 nguyên tố hóa học đều có cùng số proton và cùng số electron.

=> (A) đúng

- Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân

=> (C), (B) sai

Vậy những phát biểu đúng là: (A)

Bài tập 3

Bài 3: Trong tự nhiên, đồng có hai đồng vị bền là ⁶³Cu và ⁶⁵Cu. Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Tính số mol mỗi loại đồng vị có trong 6,354 gam đồng

Phương pháp giải:

Bước 1: Tính số mol đồng

Bước 2: Gọi tỉ lệ phần trăm của đồng vị ⁶³Cu trong tự nhiên là x

=> Tỉ lệ phần trăm của đồng vị ⁶⁵Cu trong tự nhiên là 100 – x

Bước 3: Áp dụng công thức: $M = \frac{a A + b B + c C + dD + . . .}{100}$ => Tìm ra giá trị của x

Bước 4: Từ phần trăm của mỗi đồng vị => Số mol của mỗi đồng vị

Lời giải chi tiết:

Ta có: nCu = 6,354 : 63,54 = 0,1 (mol)

Gọi tỉ lệ phần trăm của đồng vị ⁶³Cu trong tự nhiên là x

=> Tỉ lệ phần trăm của đồng vị ⁶⁵Cu trong tự nhiên là 100 – x

- Nguyên tử khối trung bình của Cu là 63,54

=> $63, 54 = \frac{63. x + 65. (100 - x)}{100}$

=> x = 73

=> Tỉ lệ phần trăm của đồng vị ⁶³Cu trong tự nhiên là 73%

=> Trong 0,1 mol Cu sẽ có 0,1.73% = 0,073 mol ⁶³Cu

=> Trong 0,1 mol Cu sẽ có 0,1 - 0,073 = 0,027 mol ⁶⁵Cu

Bài tập 4

Bài 4:

Phổ khối, hay phổ khối lượng (MS: Mass Spectrum) chủ yếu được sử dụng để xác định phân tử khối, nguyên tử khối của các chất và hàm lượng các đồng vị bền của một nguyên tố. Phổ khối của neon được biểu diễn như ở Hình 3.5.

Trục tung biểu thị hàm lượng phần trăm về số nguyên tử của từng đồng vị, trục hoành biểu thị tỉ số của nguyên tử khối (m) của mỗi đồng vị với điện tích của các ion đồng vị tương ứng (điện tích z của các ion đồng vị neon đều bằng +1).

a) Neon có bao nhiêu đồng vị bền?

b) Tính nguyên tử khối trung bình của Neon.

Phương pháp giải:

a) Dựa vào Hình 3.5, nêu các đồng vị bền của Neon

b) Công thức tính nguyên tử khối trung bình: $M = \frac{a A + b B + c C + dD + . . .}{100}$

Lời giải chi tiết:

a) Neon có 3 đồng vị bền:

+ Đồng vị ²⁰Ne chiếm 90,9%

+ Đồng vị ²¹Ne chiếm 0,3%

+ Đồng vị ²²Ne chiếm 8,8%

b) Công thức tính nguyên tử khối trung bình: $M = \frac{a A + b B + c C + dD + . . .}{100}$

=> $M_{N e} = \frac{90, 9.20 + 0, 3.21 + 8, 8.22}{100} = 20, 18$

Vậy nguyên tử khối trung bình của Neon là 20,18

Lý thuyết

>> Xem chi tiết: Lý thuyết bài 3: Nguyên tố hóa học - CD