Nguyên Tố Hóa Học
Định nghĩa nguyên tố · kí hiệu nguyên tử · đồng vị · nguyên tử khối & nguyên tử khối trung bình
Vì số proton $Z$ quyết định số electron, mà electron lại chi phối tính chất hóa học, nên các nguyên tử thuộc cùng một nguyên tố sẽ có tính chất hóa học giống nhau.
• Hai nguyên tử có cùng $Z$ thì cùng một nguyên tố (dù số khối $A$ có thể khác nhau).
• Cùng số khối $A$ nhưng khác $Z$ thì không cùng nguyên tố.
Cho 4 nguyên tử: $\text{L}\ (Z=8, A=16)$; $\text{D}\ (Z=9, A=19)$; $\text{E}\ (Z=8, A=18)$; $\text{G}\ (Z=7, A=15)$. Hỏi nguyên tử nào cùng thuộc một nguyên tố?
Mỗi nguyên tử được đặc trưng bởi hai đại lượng:
- Số hiệu nguyên tử $Z$ — chính là số proton trong hạt nhân.
- Số khối $A = Z + N$ — tổng số proton và neutron.
• Số proton $= Z$
• Số electron $= Z$ (nguyên tử trung hoà điện)
• Số neutron $= A - Z$
Cho kí hiệu ${}^{4}_{2}\text{He}$. Xác định số $p$, $e$, $n$.
Viết kí hiệu nguyên tử khi biết: nitrogen ($p=7,\ n=7$); phosphorus ($p=15,\ n=16$); copper ($p=29,\ n=34$).
Tên gọi "đồng vị" nghĩa là cùng vị trí trong bảng tuần hoàn (do cùng $Z$).
▸ Ví dụ điển hình: 3 đồng vị của Hydrogen
$n = 0$
$n = 1$
$n = 2$
▸ Đặc điểm quan trọng
| Tính chất | Đặc điểm của các đồng vị |
|---|---|
| Tính chất hoá học | Giống nhau (vì cùng số electron) |
| Tính chất vật lí | Khác nhau (khối lượng, tỉ khối, $t_{nc}$, $t_s$…) do khác khối lượng hạt nhân |
• Đồng vị bền: tồn tại lâu dài trong tự nhiên.
• Đồng vị phóng xạ (đồng vị không bền): được ứng dụng rộng rãi trong y học, nông nghiệp, nghiên cứu khoa học.
Silicon có 3 đồng vị: ${}^{28}_{14}\text{Si}$, ${}^{29}_{14}\text{Si}$, ${}^{30}_{14}\text{Si}$.
| Đồng vị | $p$ | $n = A - Z$ | $e$ |
|---|---|---|---|
| ${}^{28}_{14}\text{Si}$ | 14 | 14 | 14 |
| ${}^{29}_{14}\text{Si}$ | 14 | 15 | 14 |
| ${}^{30}_{14}\text{Si}$ | 14 | 16 | 14 |
⇒ Cả 3 đều có cùng $Z = 14$ (cùng số proton, cùng số electron) nhưng khác $N$ ⇒ là đồng vị của silicon.
Vì $m_p \approx m_n \approx 1$ amu và $m_e$ rất nhỏ ($\approx 0{,}00055$ amu, có thể bỏ qua), nên:
Potassium (K) có $19$ proton và $20$ neutron. Tính nguyên tử khối của K.
Trong tự nhiên, hầu hết các nguyên tố tồn tại dưới dạng hỗn hợp nhiều đồng vị với tỉ lệ phần trăm số nguyên tử xác định. Do đó, nguyên tử khối của một nguyên tố thực chất là giá trị trung bình có trọng số theo phần trăm các đồng vị.
Trong đó:
- $A_1, A_2, \ldots$ — nguyên tử khối (xấp xỉ số khối) của từng đồng vị.
- $a_1, a_2, \ldots$ — phần trăm số nguyên tử tương ứng (với $a_1 + a_2 + \ldots = 100\%$).
Neon (Ne) có 3 đồng vị với tỉ lệ: ${}^{20}\text{Ne}$ chiếm $90{,}0\%$; ${}^{21}\text{Ne}$ chiếm $1{,}0\%$; ${}^{22}\text{Ne}$ chiếm $9{,}0\%$. Tính $\bar{A}_{\text{Ne}}$.
Copper có 2 đồng vị ${}^{63}\text{Cu}$ và ${}^{65}\text{Cu}$, $\bar{A}_{\text{Cu}} = 63{,}546$. Tính % đồng vị ${}^{63}\text{Cu}$.
Để xem lý thuyết đầy đủ với phổ khối lượng, sơ đồ tư duy, các dạng bài tập mở rộng (đếm số phân tử tạo bởi đồng vị, xác định nguyên tử/ion từ tổng hạt…) và bảng sai lầm thường gặp, hãy đọc bài viết bên dưới:
Định nghĩa, công thức, các dạng bài tập đầy đủ kèm phương pháp giải, sơ đồ tư duy và sai lầm thường gặp.
Sau khi đã nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 23 câu bám sát chương trình SGK Hóa Học 10!
Cùng luyện Bài 2 – Nguyên tố hóa học!
23 câu: 18 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 3 tự luận
Tuyệt vời!
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ