Mở đầu: Mọi vật thể tự nhiên hay nhân tạo đều được tạo thành từ một số loại hạt vô cùng nhỏ bé gọi là nguyên tử. Vậy nguyên tử có cấu tạo như thế nào?
Lời giải:
– Nguyên tử có kích thước vô cùng nhỏ, cấu tạo rỗng.
– Gồm 3 hạt:
+ Proton mang điện tích dương
+ Neutron không mang điện
+ Electron mang điện tích âm
I. Quan niệm ban đầu về nguyên tử
Câu hỏi: Theo Đê – mô – crit và Đan – tơn, nguyên tử được quan niệm như thế nào?
Phương pháp giải:
– Theo Đê – mô – crit: sự tồn tại của một loại hạt vô cùng nhỏ (được gọi là nguyên tử) tạo nên sự đa dạng của vạn vật. Khởi nguồn của quan niệm nguyên tử là sự chia nhỏ một vật sẽ đến một giới hạn “không thể phân chia được”
– Theo Đan – tơn: Khi tiến hành các thí nghiệm hóa học, ông nhận thấy các chất tác dụng vừa đủ với nhau theo các lượng xác định. Điều đó chứng tỏ rằng có các đơn vị chất tối thiểu (được gọi là nguyên tử) để chúng kết hợp vừa đủ với nhau
Lời giải:
– Theo Đê – mô – crit: Nguyên tử là một loại hạt vô cùng nhỏ, tạo nên sự đa dạng của vạn vật. Nguyên tử là loại hạt nhỏ nhất của một vật
– Theo Đan – tơn: Tồn tại các đơn vị chất tối thiểu (được gọi là nguyên tử) để chúng kết hợp vừa đủ với nhau.
II. Mô hình nguyên tử Rơ-dơ-phơ – Bo
Hoạt động: Làm mô hình nguyên tử carbon theo Bo
Chuẩn bị: bìa carton, giấy màu vàng, các viên bi nhựa to màu đỏ và các viên bi nhỏ màu xanh.
Tiến hành:
Gắn viên bi đỏ vào bìa carton làm hạt nhân nguyên tử carbon. Cắt giấy màu vàng thành hai đường tròn có bán kính khác nhau và mỗi vòng tròn có độ dày khoảng 1 cm (Hình 2.3).
Dán các đường tròn lên bìa carton sao cho tâm của hai đường tròn là viên bi đỏ. Gắn các viên bi màu xanh lên hai đường tròn màu vàng như Hình 2.2b
Thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi:
1. Các đường tròn bằng giấy màu vàng biểu diễn gì?
2. Em hãy cho biết số electron có trong lớp electron thứ nhất và thứ hai của nguyên tử carbon và chỉ ra lớp electron đã chứa tối đa electron
Phương pháp giải:
1. Nguyên tử gồm 2 phần: lớp vỏ và hạt nhân
2.
– Nguyên tử carbon có 6 electron.
– Lớp thứ nhất chứa tối đa 2 electron và bị hạt nhân hút mạnh nhất
– Lớp thứ 2 chứa tối đa 8 electron
Lời giải:
1. Các đường tròn bằng giấy màu vàng biểu diễn lớp electron của nguyên tử
2. Quan sát mô hình nguyên tử carbon, nhận thấy:
+ Lớp thứ nhất: chứa 2 electron
+ Lớp thứ hai: chứa 4 electron
=> Lớp thứ nhất đã chứa tối đa electron (2 electron)
Câu hỏi 1: Quan sát Hình 2.1 và cho biết các thành phần cấu tạo nên nguyên tử.
Câu hỏi 2: Quan sát Hình 2.2, áp dụng mô hình nguyên tử của Bo, mô tả cấu tạo của nguyên tử hydrogen và nguyên tử carbon
Lời giải:
1. Dựa vào Hình 2.1, thành phần cấu tạo nên nguyên tử gồm:
+ Hạt nhân nằm ở tâm, mang điện tích dương
+ Các electron mang điện tích âm, chuyển động xung quanh hạt nhân như các hành tinh quay xung quanh mặt trời
2. Áp dụng mô hình nguyên tử của Bo
– Nguyên tử hydrogen:
+ Hạt nhân nằm ở tâm, mang điện tích dương
+ Có 1 electron (mang điện tích âm) nằm ở lớp thứ nhất, quay xung quanh hạt nhân
– Nguyên tử carbon:
+ Hạt nhân nằm ở tâm, mang điện tích dương
+ Có 2 lớp electron và 6 electron phân bố ở các lớp: lớp thứ nhất có 2 electron, lớp thứ 2 có 4 electron. Các electron quay xung quanh hạt nhân.
III. Cấu tạo nguyên tử
Câu hỏi: Quan sát Hình 2.4 và cho biết:
1. Hạt nhân nguyên tử có một hay nhiều hạt? Các hạt đó thuộc cùng một loại hạt hay nhiều loại hạt?
2. Số đơn vị điện tích hạt nhân của helium bằng bao nhiêu?
Lời giải:
1.
Quan sát Hình 2.4:
– Hạt nhân nguyên tử gồm nhiều hạt: 2 hạt proton và 2 hạt neutron
– Các hạt đó thuộc nhiều loại hạt, đó là: proton (màu đỏ), neutron (màu vàng)
2.
– Số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) bằng tổng số hạt proton trong hạt nhân
– Trong Hình 2.4, Helium có 2 proton (hạt màu đỏ)
=> Số đơn vị điện tích hạt nhân của helium là: Z = 2
Hoạt động: Tìm hiểu cấu tạo một số nguyên tử
Chuẩn bị: Mô hình nguyên tử của các nguyên tử carbon, nitrogen, oxygen theo Hình 2.5.
Quan sát các mô hình nguyên tử đã chuẩn bị, thảo luận nhóm và hoàn thành bảng theo mẫu sau:
Phương pháp giải:
– Proton mang điện tích dương, nằm ở trong hạt nhân
– Electron mang điện tích âm, sắp xếp thành từng lớp
– Số lớp electron = số đường tròn bao quanh hạt nhân
– Số electron ở lớp electron ngoài cùng = số quả cầu ở đường tròn ngoài cùng
Lời giải:
Nguyên tử | Số proton trong hạt nhân | Số electron trong vỏ nguyên tử | Số lớp electron | Số electron ở lớp electron ngoài cùng |
Carbon | 6 | 6 | 2 | 4 |
Oxygen | 8 | 8 | 2 | 6 |
Nitrogen | 7 | 7 | 2 | 5 |
Câu hỏi: Quan sát Hình 2.6 và cho biết:
1: Thứ tự sắp xếp các electron ở vỏ nguyên tử chlorine
2: Số electron trên từng lớp ở vỏ nguyên tử chlorine
Lời giải:
1. Các electron sắp xếp thành từng lớp theo thứ tự từ trong ra ngoài: Lớp thứ nhất (lớp trong cùng) → Lớp thứ 2 → Lớp thứ 3
2. Số electron trên từng lớp ở vỏ nguyên tử chlorine:
+ Lớp thứ nhất có 2 electron
+ Lớp thứ hai có 8 electron
+ Lớp thứ ba có 7 electron
IV. Khối lượng nguyên tử
Câu hỏi 1: Em hãy cho biết vì sao khối lượng hạt nhân nguyên tử có thể coi là khối lượng của nguyên tử.
Phương pháp giải:
Khối lượng nguyên tử bằng tổng khối lượng của các hạt proton, neutron trong hạt nhân và các hạt electron ở vỏ nguyên tử
– Khối lượng hạt nhân nguyên tử bằng tổng khối lượng của các hạt proton, neutron
Lời giải:
Ta có:
+ Khối lượng 1 proton = 1 neutron = 1amu
+ Khối lượng 1 electron = 0,00055 amu
=> Khối lượng electron nhỏ hơn rất nhiều so với khối lượng proton và neutron
=> Có thể bỏ qua khối lượng của electron hay khối lượng hạt nhân nguyên tử có thể coi là khối lượng của nguyên tử
– Ví dụ: Xét nguyên tử helium có 2p, 2n và 2e
+ Khối lượng nguyên tử = 2p + 2n + 2e = 2.1 + 2.1 + 2.0,00055 = 4,0011 ≈ 4
+ Khối lượng hạt nhân = 2p + 2n = 2.1 + 2.1 = 4
Câu hỏi 2: Hãy so sánh khối lượng của nguyên tử nhôm (13p, 14n) và nguyên tử đồng (29p, 36n).
Phương pháp giải:
Khối lượng 1 proton = 1 neutron = 1amu
Khối lượng 1 electron = 0,00055 amu
Lời giải:
Ở câu hỏi 1 ta biết rằng khối lượng hạt nhân nguyên tử có thể coi là khối lượng của nguyên tử
– Khối lượng hạt nhân nguyên tử bằng tổng khối lượng của các hạt proton, neutron trong hạt nhân
– Mà: Khối lượng 1 proton = 1 neutron = 1amu
=> Khối lượng nguyên tử nhôm (13p, 14n) = 13.1 + 14.1 = 27 amu
Khối lượng nguyên tử đồng (29p, 36n) = 29.1 + 36.1 = 65 amu
Em có thể: Làm được mô hình một số nguyên tử theo mô hình nguyên tử Bo
Lời giải:
