Giải bài tập Hóa học 10 Cánh Diều Bài 2: Các thành phần của nguyên tử

Các nguyên tử đều trung hòa về điện. Em hãy lập luận để chứng minh rằng: trong một nguyên tử, số proton và số electron luôn bằng nhau.

1. Hạt proton, neutron nặng hơn hạt electron bao nhiêu lần?

2. Hãy cho biết bao nhiêu hạt proton thì có tổng khối lượng bằng 1 gam.

Khi các nguyên tử tiến lại gần nhau để hình thành liên kết hóa học, sự tiếp xúc đầu tiên giữa hai nguyên tử sẽ xảy ra giữa

A. lớp vỏ với lớp vỏ

B. lớp vỏ với hạt nhân

C. hạt nhân với hạt nhân

Nguyên tử lithium (Li) tạo nên bởi 3p, 4n và 3e.  Khối lượng lớp vỏ của Li bằng khoảng bao nhiêu phần trăm khối lượng của cả nguyên tử Li.

Quan sát Hình 2.2, hãy chỉ ra những sự khác nhau về thành phần nguyên tử giữa nguyên tử hydrogen và beryllium

a) Hydrogen                  b) Beryllium

Hình 2.2. Mô hình cấu tạo của một số nguyên tử

Hồng cầu được coi như có dạng đĩa tròn với đường kính 7,8 \(\mu m\). Hỏi cần bao nhiêu nguyên tử Fr sắp xếp thẳng hàng và khít nhau để tạo nên một đoạn thẳng có chiều dài bằng đường kính của hồng cầu?

JJ. Thomson (J.J. Tôm – xơn), nhà vật lí người Anh, nhận giải thưởng Nô – ben vật lí vào năm 1906 vì đã phát hiện ra một loại hạt cơ bản tạo nên nguyên tử. Thomson đã chế tạo ống tia âm cực gồm một ống thủy tinh được hút phần lớn không khí ra khỏi ống, một hiệu điện thế cao được đặt vào 2 điện cực gắn ở hai đầu ống (Hình 2.4a). Ông phát hiện ra một dòng hạt (tia) đi ra từ điện cực tích điện âm (cực âm) sang điện cực tích điện dương (cực dương). Tia này được gọi là tia âm cực.

Các hạt tạo nên tia âm cực có các đặc điểm: (1) Chuyển động theo đường thẳng trong ống (Hình 2.4a). (2) Hoàn toàn giống nhau dù các vật liệu làm cực âm khác nhau. (3) Bị lệch trong điện trường, về phía bản cực tích điện dương được đặt giữa ống tia âm cực (Hình 2.4b).

Hãy cho biết hạt tạo nên tia âm cực là loại hạt gì. Giải thích

Một loại nguyên tử hydrogen có cấu tạo đơn giản nhất, chỉ tạo nên từ 1 electron và 1 proton. Những phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về nguyên tử hydrogen?

(a) Đây là nguyên tử nhẹ nhất trong số các nguyên tử được biết cho đến nay

(b) Khối lượng nguyên tử xấp xỉ 2 amu

(c) Hạt nhân nguyên tử có khối lượng lớn gấp khoảng 1818 lần khối lượng lớp vỏ.

(d) Kích thước của nguyên tử bằng kích thước của hạt nhân.

Các đám mây gây hiện tượng sấm sét tạo nên bởi những hạt nước nhỏ li ti mang điện tích. Một phép đo thực nghiệm cho thấy, một giọt nước có đường kính 50 , mang một lượng điện tích âm là -3,33 x 10^-17 C. Hãy cho biết điện tích âm của giọt nước trên tương đương với điện tích của bao nhiêu electron.

Nguyên tử không mang điện vì

A. được tạo nên bởi các hạt không mang điện.

B. có tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron.

C. có tổng số hạt electron bằng tổng số hạt neutron.

D. tổng số hạt neutron bằng tổng số hạt proton.

Trả lời các câu hỏi sau:

a) Loại hạt nào được tìm thấy trong hạt nhân nguyên tử?

b) Loại hạt nào được tìm thấy ở lớp vỏ nguyên tử?

c) Loại hạt nào mang điện trong nguyên tử?

d) Kích thước nguyên tử lớn hơn kích thước hạt nhân nguyên tử khoảng bao nhiêu lần?

Tính tổng số electron, proton và neutron trong một phân tử nước (H₂O). Biết trong phân tử này, nguyên tử H chỉ tạo nên từ 1 proton và 1 electron; nguyên tử O có 8 neutron và 8 proton.

Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Tất cả các nguyên tử đều có proton, neutron và electron.

B. Proton và electron là các hạt mang điện, neutron là hạt không mang điện.

C. Electron tạo nên lớp vỏ nguyên tử.

D. Số lượng proton và electron trong nguyên tử là bằng nhau.

Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống trong mỗi phát biểu sau:

a) Trong nguyên tử, khối lượng tập trung chủ yếu ở ……

b) Kích thước hạt nhân rất …… so với kích thước nguyên tử.

c) Trong nguyên tử, phần không gian …… chiếm chủ yếu.

d) Trong thí nghiệm của Thomson, hạt tạo nên tia âm cực là ……

Những phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Nếu một nguyên tử có 17 electron thì nguyên tử đó cũng có 17 proton.

B. Nếu một nguyên tử có 17 electron thì nguyên tử đó cũng có 17 neutron.

C. Nếu một nguyên tử có 17 electron thì ion tạo ra từ nguyên tử đó có 17 proton.

D. Nếu một nguyên tử có 17 electron thì ion tạo ra từ nguyên tử đó có 17 neutron.

E. Nếu một nguyên tử có 17 electron thì ion tạo ra từ nguyên tử đó có 17 electron.

Nguyên tử được tạo nên từ ba loại hạt cơ bản. Hãy hoàn thành bảng mô tả về mỗi loại hạt sau:

Những phát biểu nào dưới đây không đúng?

A. Điện tích của proton và electron có cùng độ lớn nhưng ngược dấu.

B. Có những nguyên tử không chứa neutron nào.

C. Một số nguyên tử không có bất kì proton nào.

D. Điện tích của proton và neutron có cùng độ lớn nhưng ngược dấu.

E. Trong nguyên tử, số hạt proton luôn bằng số hạt electron.

G. Khối lượng của proton và neutron xấp xỉ bằng nhau và lớn hơn nhiều khối lượng của electron.

Biết rằng một loại nguyên tử đồng (Cu) có 29 proton và 34 neutron. Những phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Nguyên tử đồng có 29 electron.

B. Hạt nhân nguyên tử đồng trên có tổng số hạt là 63.

C. Ion Cu⁺ có 28 electron.

D. Ion Cu⁺ có 30 electron.

E. Ion Cu⁺ có 28 proton.

Một trong số những phản ứng phổ biến nhất giữa ion và các phân tử ở các đám khí trong vũ trụ là:

H₂ + H₂⁺ → H + H₃⁺

Biết nguyên tử H có 1 proton và 1 electron. Số proton, neutron và electron của ion H₃⁺ lần lượt là

A. 2 p; 1 n và 1 e.                               B. 2 p; 1 n và 2 e.

C. 3 p; 0 n và 1 e.                               D. 3 p; 0 n và 2 e.

Một nguyên tử C có 6 proton và 6 neutron. Một nguyên tử O có 8 proton và 8 neutron. Xét các phân tử CO và CO₂ tạo nên từ các nguyên tử O và C ở trên. Hãy nối mỗi vế ở cột A tương ứng với 1 hoặc nhiều vế ở cột B.

Nguyên tử N có 7 proton, nguyên tử H có 1 proton. Số lượng hạt proton và electron có trong ion NH₄⁺ là

A. 11 proton và 10 electron.               B. 11 proton và 11 electron.

C. 10 proton và 11 electron.               D. 10 proton và 10 electron.

Một bạn học sinh muốn xây dựng một mô hình nguyên tử hydrogen cỡ lớn theo đúng tỉ lệ để trưng bày trong hội chợ khoa học ở trường. Nếu nguyên tử có đường kính 1,00 m thì học sinh đó phải xây dựng hạt nhân có kích thước là bao nhiêu? Điều đó có dễ dàng thực hiện với các công cụ thông thường không? Mô hình đó có phù hợp để quan sát bằng mắt thường không? Biết rằng kích thước hạt nhân bằng 10-5 lần kích thước nguyên tử.

Bán kính của hạt nhân nguyên tử carbon và bán kính nguyên tử carbon lần lượt là khoảng 2,7 fm (femtômét) và khoảng 70 pm (picômét). Tính thể tích của hạt nhân và thể tích của loại nguyên tử carbon đó theo đơn vị m³. Hãy cho biết phần trăm thể tích nguyên tử carbon bị chiếm bởi hạt nhân.

Biết rằng 1 fm = 10^-15 m, 1 pm = 10^-12 m.

Trái Đất có bán kính khoảng 6 371 km, được coi như gồm x nguyên tử hình cầu sắp xếp chặt khít cạnh nhau. Bán kính của Trái Đất sẽ thay đổi như thế nào nếu giả thiết chỉ còn x hạt nhân nguyên tử sắp xếp chặt khít cạnh nhau trong một khối cầu? Coi kích thước hạt nhân bằng 10^-5 lần kích thước nguyên tử.

Sao neutron là một dạng trong một số khả năng kết thúc của quá trình tiến hoá sao. Sao neutron được hình thành khi một ngôi sao lớn hết nhiên liệu và sụp đổ. Các ngôi sao neutron trong vũ trụ được cấu tạo chủ yếu từ các hạt neutron. Giả sử bán kính của neutron là khoảng 1,0.10^-13 cm.

a) Tính khối lượng riêng của neutron, coi neutron có dạng hình cầu.

b) Giả sử một ngôi sao neutron có cùng khối lượng riêng với neutron, hãy tính khối lượng (theo kg) của một mảnh ngôi sao neutron có kích thước bằng một hạt cát hình cầu với bán kính 0,10 mm.

Vào những ngày hanh khô, cơ thể chúng ta có thể tích tụ điện tích khi đi bộ trên một số loại thảm hoặc khi chải tóc. Giả sử cơ thể chúng ta tích một lượng điện tích là -10 μC (micrôculông).

a) Hãy cho biết trong trường hợp này, cơ thể chúng ta đã nhận thêm hay mất đi electron.

b) Tổng khối lượng của các electron mà cơ thể đã nhận thêm hoặc mất đi là bao nhiêu kilôgam? Cho khối lượng của 1 electron là 9,1.10^-31 kg.

Biết rằng 1 μC = 10^-6 C.

Trong thí nghiệm của Rutherford, khi sử dụng các hạt alpha (ion He²⁺, kí hiệu là α) bắn vào lá vàng thì:

- Hầu hết các hạt α xuyên thẳng qua lá vàng.

- Một số ít hạt α bị lệch quỹ đạo so với ban đầu.

- Một số rất ít hạt α bị bật ngược trở lại.

Từ kết quả này, em có nhận xét gì về cấu tạo nguyên tử?