Lý thuyết Hóa học 10 Bài 3 (Cánh diều): Nguyên tố hóa học

Lý thuyết Hóa học 10Bài 3: Nguyên tố hóa học

I. Nguyên tố hóa học

1. Khái niệm nguyên tố hóa học

- Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng số hạt proton.

Ví dụ: Ba loại nguyên tử trong hình dưới đây đều có một proton (hạt màu xanh) trong hạt nhân nên thuộc cùng một nguyên tố hóa học, nguyên tố hydrogen (H).

Hình 3.1. Minh họa cấu tạo một số loại nguyên tử của nguyên tố hydrogen

2. Số hiệu nguyên tử, số khối, kí hiệu nguyên tử

- Số proton trong một hạt nhân nguyên tử được gọi là số hiệu nguyên tử, kí hiệu là Z.

Ví dụ: Hạt nhân nguyên tử lithium (Li) có 3 proton, vậy số hiệu nguyên tử của Li là 3 (Z_Li = 3).

- Tổng số proton (Z) và neutron (N) trong một hạt nhân nguyên tử được gọi là số khối, kí hiệu là A.

A = Z + N

Như vậy, số khối chính bằng tổng số hạt có trong hạt nhân nguyên tử. Giá trị này xấp xỉ bằng giá trị khối lượng nguyên tử (tính theo đơn vị amu).

Ví dụ: Một loại nguyên tử sodium (Na) có 11 hạt proton, 11 electron và 12 hạt neutron. Số khối của nguyên tử Na = Z + N = P + N = 11 + 12 = 23 (amu)

- Kí hiệu nguyên tử $Z_Z^A$cho biết kí hiệu hóa học của nguyên tố (X), số hiệu nguyên tử (Z) và số khối (A).

Hình 3.2. Kí hiệu nguyên tử của helium

Lưu ý: Đôi khi, người ta viết tắt kí hiệu nguyên tử.

Ví dụ: Sử dụng ⁴He thay cho $H_2^{4}e$ , bởi kí hiệu He đã cho biết đây là nguyên tử nguyên tố helium, hạt nhân có 2 proton.

II. Đồng vị, nguyên tử khối trung bình

1. Đồng vị

- Các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học có số neutron khác nhau là đồng vị của nhau.

Do đó, đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học (có cùng số proton) khác nhau về số khối do đó số neutron khác nhau.

Ví dụ: Helium có hai đồng vị bền là $H_2^{3}e$ và $H_2^{4}e$.

Hình 3.3. Minh họa cấu tạo nguyên tử hai đồng vị của nguyên tố helium

- Tất cả các nguyên tố hóa học đều có nhiều đồng vị.

2. Nguyên tử khối trung bình

a) Nguyên tử khối

- Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của một nguyên tử, cho biết khối lượng của một nguyên tử nặng gấp bao nhiêu lần 1 amu.

Ví dụ: Nguyên tử khối của ¹⁶O là 16 do khối lượng của một nguyên tử ¹⁶O là 16 amu.

b) Nguyên tử khối trung bình

- Mỗi nguyên tố hóa học đều có nhiều đồng vị.

- Trong tự nhiên, một nguyên tố hóa học dù ở dạng đơn chất hay hợp chất thì tỉ lệ giữa các đồng vị của nguyên tố này là không đổi.

- Nguyên tử khối của nguyên tố hóa học có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị (kí hiệu là ), có tính đến tỉ lệ số nguyên tử các đồng vị tương ứng (xác định từ phổ khối lượng).

- Công thức tính nguyên tử khối trung bình như sau:

Trong đó:

Ví dụ: Trong tự nhiên, đồng có hai đồng vị bền là ⁶³Cu và ⁶⁵Cu chiếm tương ứng khoảng 73% và 27% về số nguyên tử. Nguyên tử khối trung bình của đồng là:

$\overline{A}$ = $\frac{63\times 73+65\times 27}{73+27}$= 63,64

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

Câu 1.

A. tập hợp các nguyên tử có cùng số hạt neutron;

B. tập hợp các nguyên tử có cùng số hạt proton;

C. tập hợp các nguyên tử có cùng số hạt neutron và proton;

D. tập hợp các nguyên tử có cùng số số lớp electron.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích: Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng số hạt proton.

Câu 2. Cho các nguyên tử X, Y, Z biết:

Nguyên tử X có 6 electron; 6 proton và 6 neutron.

Nguyên tử Y có 6 electron; 6 proton và 7 neutron.

Nguyên tử Z có 7 electron; 7 proton và 7 neutron.

Các nguyên tử cùng thuộc một nguyên tố hóa học là:

A. X và Y;

B. Y và Z;

C. X và Z;

D. X, Y và Z.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng số hạt proton.

Mà nguyên tử X và Y đều có cùng số proton là 6. Nên X và Y cùng thuộc một nguyên tố hóa học.

Câu 3

A. số neutron trong một hạt nhân nguyên tử, kí hiệu là Z;

B. số proton trong một hạt nhân nguyên tử, kí hiệu là Z;

C. tổng số proton và neutron trong một hạt nhân nguyên tử, kí hiệu là Z;

D. tổng số proton và electron trong một nguyên tử, kí hiệu là Z.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Số hiệu nguyên tử là số proton trong một hạt nhân nguyên tử, kí hiệu là Z.

Câu 4.

A. Z_K = 20;

B. Z_K = 19;

C. Z_K = 39;

D. Z_K = 38.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

Số hiệu nguyên tử là số proton trong một hạt nhân nguyên tử, kí hiệu là Z.

Nên Z_K = 19.

Câu 5.

A. tổng số proton (Z) và neutron (N) trong một hạt nhân nguyên tử, kí hiệu là A;

B. tổng số proton (Z) và electron (E) trong một hạt nhân nguyên tử, kí hiệu là A;

C. số proton trong một hạt nhân nguyên tử, kí hiệu là Z;

D. số neutron trong một hạt nhân nguyên tử, kí hiệu là N.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Số khối là tổng số proton (Z) và electron (E) trong một hạt nhân nguyên tử, kí hiệu là A.

A = Z + N

Câu 6

A. kí hiệu hóa học của nguyên tố (X);

B. số hiệu nguyên tử (Z);

C. số khối (A);

D. Cả A, B và C đều đúng.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích: Kí hiệu nguyên tử $X_Z^A$cho biết kí hiệu hóa học của nguyên tố (X); số hiệu nguyên tử (Z); số khối (A).

Câu 7.

A. Kí hiệu hóa học của nguyên tố là O;

B. Số hiệu nguyên tử là 16;

C. Số proton trong một hạt nhân nguyên tử là 8;

D. Số neutron trong một hạt nhân nguyên tử là 8.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

Kí hiệu nguyên tử $O_8^{16}$cho biết:

- Kí hiệu hóa học của nguyên tố là O;

- Số hiệu nguyên tử Z = 8 ⇒ số proton là 8.

- Số khối A = 16 mà A = Z + N ⇒ N = A – Z = 16 – 8 = 8 ⇒ số neutron là 8.

Vậy khẳng định: Số hiệu nguyên tử là 16 là khẳng định sai.

Câu 8

A. $11_{12}Na$;

B. $12_{11}Na$

C. $11_{23}Na$;

D. $23_{11}Na$.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

Một nguyên tử sodium (Na) có:

- Số hiệu nguyên tử Z = số p = 11

- Số khối A = Z + N = số p + số n = 11 + 12 = 23

Kí hiệu nguyên tử là $11_{23}Na$.

Câu 9. Cho nguyên tử iron (Fe) có kí hiệu nguyên tử là $26_{56}Fe$. Số hạt electron, proton, neutron trong một nguyên tử này lần lượt là

A. 26; 26; 56

B. 26; 26; 30

C. 30; 30; 26

D. 30; 26; 26

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

Kí hiệu nguyên tử là $26_{56}Fe$

Ta có: số e = số p = Z = 26

Số n = N = A – Z = 56 – 26 = 30

Vậy số e, p, n lần lượt là: 26; 26; 30

Câu 10.

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

D. Cả A, B và C đều sai.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng số hạt proton.

Mà trong nguyên tử số p = số e.

Nên những nguyên tử có cùng số electron thuộc cùng một nguyên tố hóa học là phát biểu đúng.