Các dạng bài tập chuyên đề thành phần Nguyên tử - Nguyên tố Hóa học năm 2021

1. Thành phần cấu tạo nguyên tử

	Lớp vỏ	Hạt nhân
	electron (e)	proton (p)	nơtron (n)
Khối lượng (m)	me  0,00055u	mp  1u	mn  1u
Điện tích (q)	qe = 1-	qp = 1+	qn = 0

- Nguyên tử trung hòa điện: số proton (P) = số electron (E).

- m_nt = m_p + m_n + m_e  m_p + m_n (do m_e << m_p,n )

2. Kích thước và khối lượng nguyên tử

- Nguyên tử có kích thước rất nhỏ, dùng đơn vị nm (nanomet) hay \(\mathop A\limits^o \) (angstrom):

1nm = 10^-9 m; 1\(\mathop A\limits^o \) =10^-10m; 1nm = 10\(\mathop A\limits^o \)

- Khối lượng nguyên tử rất nhỏ, dùng đơn vị: u (hay đvC).

1u = 1/12 khối lượng của một nguyên tử đồng vị cacbon 12.

1u = 1,6605.10^-27kg = 1,6605.10^-24 g

3. Hạt nhân nguyên tử

- Nguyên tử có Z proton thì có điện tích hạt nhân là Z⁺.

- Số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) = số proton = số electron.

- Số khối: A = Số proton (Z) + số nơtron (N)

4. Nguyên tố hóa học

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

- Số hiệu nguyên tử (Z) của một nguyên tố là số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tố đó.

- Kí hiệu nguyên tử: \({}_Z^AX\) (A: Số khối, Z: Số hiệu nguyên tử; X: Kí hiệu nguyên tố).

1. Dạng 1: Bài toán về các loại hạt p, n, e  

- Các biểu thức: (1) Z = P = E; (2) A = Z + N ⇒ Kí hiệu nguyên tử \({}_Z^AX\)

- Phương pháp: Lập hệ 2 ẩn 2 phương trình chứa Z, N ⇒ Z, N ⇒ P, E, A ⇒ Kí hiệu.

- Các đại lượng: Quy về 2 ẩn là Z và N.

+ Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử (p, n, e): P + N + E = 2Z + N.

+ Tổng số hạt trong hạt nhân: P + N = Z + N.

+ Hạt mang điện trong nguyên tử: P + E = 2Z.

+ Hạt mang điện trong hạt nhân: P = Z.

+ Hạt không mang điện: N.

- Nếu đề bài chỉ cho 1 dữ kiện về tổng số hạt thì dùng điều kiện bền của hạt nhân để biện luận:

Với các nguyên tử có Z ≤ 82 (Pb) ta luôn có: \(1\, \le \,\frac{N}{Z} \le 1,5\). THĐB: \({}_1^1H.\)

a. Dạng 1.1: Bài toán p, n, e của nguyên tử

Câu 1: Xác định số hạt p, n, e và kí hiệu của nguyên tử X trong các trường hợp sau:

(a) Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt p, n và e bằng 48; số hạt proton bằng số hạt nơtron.

(b) Một nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 52 và có số khối là 35.

(c) Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt p, n và e bằng 82, tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22 hạt.

(d) Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt p, n và e là 40, số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện dương là 1.

(e) Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt p, n và e là 60. Trong hạt nhân, số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện.

(g) Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt là 52. Số hạt không mang điện gấp 1,06 lần số hạt mang điện âm.

a	b	c	d	e	g
\({}_{16}^{32}S\)	\({}_{17}^{35}Cl\)	\({}_{26}^{56}Fe\)	\({}_{13}^{27}Al\)	\({}_{20}^{40}S\)	\({}_{17}^{35}S\)

b. Dạng 1.2: Bài toán p, n, e của phân tử

Câu 1: Tổng số hạt mang điện trong hợp chất AB₂ bằng 44. Số hạt mang điện của nguyên tử B nhiều hơn số hạt mang điện của nguyên tử A là 4. Tìm số hiệu nguyên tử của A và B.

Hướng dẫn giải

\(\left\{ \begin{array}{l}

2{Z_A} + 4{Z_B} = 44\\

2{Z_B} - 2{Z_A} = 4

\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}

{Z_A} = 6\\

{Z_B} = 8

\end{array} \right.\)

Câu 2: Tổng số hạt p, n, e trong 2 nguyên tử X và Y là 142, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 42. Số hạt mang điện của nguyên tử Y nhiều hơn của X là 12. Xác định số hiệu nguyên tử của X và Y.

Hướng dẫn giải

\(\left\{ \begin{array}{l}

2({Z_X} + {Z_Y}) + ({N_X} + {N_Y}) = 142\\

2({Z_X} + {Z_Y}) - ({N_X} + {N_Y}) = 42\\

2{Z_Y} - 2{Z_X} = 12

\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}

{Z_X} + {Z_Y} = 46\\

{N_X} + {N_Y} = 50\\

{Z_Y} - {Z_X} = 6

\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}

{Z_X} = 20\\

{Z_Y} = 26

\end{array} \right.\)

c. Dạng 1.3: Bài toán p, n, e của ion (có thể dùng sau bài cấu hình electron của ion)

Câu 3: Tổng số hạt p, n, e trong X^2- là 50, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 18. Xác định Z, A và kí hiệu nguyên tử của X.

Hướng dẫn giải

\(\left\{ \begin{array}{l}

2Z + N = 50 - 2 = 48\\

2Z - N = 18 - 2 = 16

\end{array} \right.\, \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}

Z = 16\\

N = 16

\end{array} \right.\, \Rightarrow A = 32\, \Rightarrow \,{}_{16}^{32}S\)

2. Dạng 2: Bài toán về bán kính nguyên tử

- Nguyên tử có dạng hình cầu ⇒ Thể tích nguyên tử

- Khối lượng riêng: \(D = \frac{m}{V}(g/c{m^3})\)

- Đổi đơn vị: 1nm = 10-9 m = 10-7cm; 1\(\mathop A\limits^o \) =10-10m = 10-8cm.

Số Avogđro: N = 6,02.1023; 1u = 1,6605.10-24 gam.

a. Dạng 2.1: Tính khối lượng riêng của nguyên tử

Câu 1: Nguyên tử Zn có bán kính nguyên tử r = 1,35.10^-1nm và có khối lượng nguyên tử là 65u.

(a) Tính khối lượng riêng trung bình của Zn (g/cm³).

(b) Biết kẽm không phải khối đặc mà trong tinh thể các nguyên tử Zn chỉ chiếm 72,5% thể tích, còn lại là khe trống. Tính khối lượng riêng thực của Zn.

(c) Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân với bán kính r = 2.10^-6nm. Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm.

Hướng dẫn giải

(a) r_Zn = 1,35.10^-8 cm ⇒\({V_{Zn}} = \frac{4}{3}\pi {(1,{35.10^{ - 8}})^3} = 1,{03.10^{ - 23}}\,c{m^3}.\)

 m_Zn = 65u = 65.1,6605.10^-24 = 107,9325.10^-24 gam ⇒\(d = \frac{m}{V} = 10,47\,g/c{m^3}\)

(b) \({d_{th\`u c}} = d.\frac{{72,5}}{{100}} = 7,59\,g/c{m^3}\)

(c) r_{hạt nhân Zn} = 2.10^-13 cm ⇒ V_{hạt nhân Zn} = 3,35.10^-38 cm³

⇒ d_{hạt nhân Zn} = \(\frac{{107,{{9325.10}^{ - 24}}}}{{3,{{35.10}^{ - 38}}}} = 3,{22.10^{15}}\,gam/c{m^3}\)

Câu 2: Bán kính nguyên tử và khối lượng mol nguyên tử của Fe lần lượt là 1,28  và 56 g/mol. biết rằng trong tinh thể, các nguyên tử sắt chỉ chiếm 74% thể tích, còn lại là khe trống. Tính khối lượng riêng của nguyên tử Fe.

Hướng dẫn giải

r_Fe = 1,28 \(\mathop A\limits^o \)  = 1,28.10^-8 cm ⇒ V_Fe = 8,78.10^-24 cm³

m_Fe = 56u = 56.1,6605.10^-24 gam = 92,988.10^-24 gam ⇒ d_Fe = \(\frac{m}{V} = 10,59\,g/c{m^3}\)

Vì các nguyên tử sắt chỉ chiếm 74% thể tích tinh thể nên \({d_{th\`u c}} = d.\frac{{74}}{{100}} = 7,84\,g/c{m^3}\)

b.. Dạng 2.2: Tính bán kính nguyên tử

Câu 1: Thể tích của 1 mol Ca tinh thể bằng 25,87 cm³. Biết rằng trong tinh thể, nguyên tử Ca chiếm 74% còn lại là khe trống. Tính bán kính gần đúng của nguyên tử Ca.

Hướng dẫn giải

Thể tích thực của 1 mol Ca là V_thực = 25,87.74% = 19,1438 cm³

⇒  V_{1 nguyên tử Ca} = \(\frac{{19,1438}}{{6,{{02.10}^{23}}}} = 3,{18.10^{ - 23}} = \frac{4}{3}\pi {r^3} \Rightarrow r = 1,{97.10^{ - 8}}cm\)

Câu 2: Ở 20^oC, khối lượng riêng của nguyên tử Fe là 7,87 g/cm³ và của Au là 19,32 g/cm³. Giả thiết trong tinh thể nguyên tử Fe hay Au đều chiếm 75% thể tích còn lại là khe trống. Hãy tính bán kính nguyên tử gần đúng của Fe và Au biết nguyên tử khối của Fe là 55,85u và Au là 196,97u.

Hướng dẫn giải

m_Fe = 55,85u = 55,85.1,6605.10^-24 = 9,27.10^-23 gam ⇒ V_Fe(thực) =\(\frac{m}{d}.75\%  = 8,{83.10^{ - 24}}\, = \frac{4}{3}\pi {r^3}\)

 ⇒ r_Fe = 1,28.10^-8 cm.

m_Au = 196,97u = 3,27.10^-22 gam ⇒ V_{Au (thực)} = \(\frac{m}{d}.75\%  = 1,{27.10^{ - 23}}\, = \frac{4}{3}\pi {r^3}\) ⇒ r = 1,45.10^-8 cm.

Câu 1. Các hạt cấu tạo nên hạt nhân của hầu hết các nguyên tử là

A. electron và nơtron.                                            

B. proton và nơtron.

C. nơtron và electron.                                            

D. electron, proton và nơtron

Câu 2. Các hạt cấu tạo nên hầu hết các nguyên tử là

A. electron và nơtron.                                            

B. proton và nơtron.

C. nơtron và electron.                                            

D. electron, proton và nơtron.

Câu 3. Trong nguyên tử, hạt mang điện là

A. electron.                       

B. electron và nơtron.  

C. proton và nơton.    

D. proton và electron.

Câu 4. Hạt mang điện trong hạt nhân nguyên tử là

A. electron.                       

B. proton.                     

C. nơtron.                    

D. nơtron và electron.

Câu 5. Trong nguyên tử, loại hạt có khối lượng không đáng kể so với các hạt còn lại là

A. proton.                         

B. nơtron.                    

C. electron.                  

D. nơtron và electron.

Câu 6. Nguyên tử luôn trung hoà về điện nên

A.  số hạt proton = số hạt nơtron                           

B.  số hạt electron = số hạt nơtron

C.  số hạt electron = số hạt proton                         

D.  số hạt proton = số hạt electron = số hạt nơtron

Câu 7. Trong nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân bằng

A. tổng số proton và nơtron.                                  

B. số proton.

C. tổng số proton và electron.                                

D. số nơtron

Câu 8. Số khối của hạt nhân bằng

A. tổng số proton và nơtron.                                  

B. tổng số proton và electron

C. tổng khối lượng proton và electron.                  

D. tổng khối lượng proton và nơtron

Câu 9. Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng

A. số khối.                        

B. số nơtron.                

C. số proton.           

D. số nơtron và số proton.

Câu 10. Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử (kí hiệu là Z) của một nguyên tố gọi là

A. số khối.      

B. nguyên tử khối.     

C. số hiệu nguyên tử. 

D. số nơtron.   

---(Nội dung phần bài tập tự luyện vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---

Trên đây là trích đoạn nội dung Các dạng bài tập chuyên đề thành phần Nguyên tử - Nguyên tố Hóa học năm 2021, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống hoc247.net chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!

Chúc các em học tập thật tốt!