【#1】Giải Bài Tập Sgk Hóa 10 Bài 5: Cấu Tạo Electron Nguyên Tử

Nguyên tố có Z = 11 thuộc loại nguyên tố:

A. s.

B. p.

C. d.

D. f.

Chọn đáp án đúng.

Phương pháp giải

Từ số đơn vị điện tích hạt nhân, suy ra cấu hình electron → xác định electron cuối cùng nằm ở phân lớp nào.

Hướng dẫn giải

Nguyên tử có Z = 11 có cấu hình electron: 1s 22s 22p 63s 1

→ Electron cuối cùng điền vào phân lớp s

→ Thuộc nguyên tố s

Chọn đáp án A.

Cấu hình electron nguyên tử nào sau đây của lưu huỳnh (Z = 16):

Chọn đáp án đúng.

Phương pháp giải

Từ số đơn vị điện tích hạt nhân Z, suy ra cấu hình electron.

Hướng dẫn giải

⇒ Chọn C.

A. Lớp thứ nhất (Lớp K) có 2 electron.

B. Lớp thứ hai (Lớp L) có 8 electron.

C. Lớp thứ ba (Lớp M) có 3 electron.

D. Lớp ngoài cùng có 1 electron.

Tìm câu sai.

Phương pháp giải

Từ cấu hình electron đã cho, suy ra số electron ở mỗi lớp, mỗi phân lớp và electron lớp ngoài cùng → đáp án cần chọn.

Hướng dẫn giải

→ Electron ở lớp ngoài cùng có 3 electron.

→ Ý D sai.

Tổng số hạt proton, notron và electron trong nguyên tử của một nguyên tố là 13.

a) Xác định nguyên tử khối.

b) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó.

(Cho biết: các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 2 đến 82 trong bảng tuần hoàn thì 1 ≤ (frac{N}{Z}) ≤ 1,5)).

Phương pháp giải

Tổng số hạt proton, nơtron và electron trong nguyên tử của một nguyên tố là 13 nên ta có:

  • Bước 2: Kết hợp dữ kiện 1 ≤ (frac{N}{Z})≤ 1,5, chọn giá trị Z phù hợp.
  • Bước 3: Suy ra số khối A.
  • Bước 4: Từ số khối Z, viết cấu hình electron.

Hướng dẫn giải

Câu a

Gọi tổng số hạt proton, tổng số hạt nơtron, tổng số hạt electron lần lượt là z, n, e.

Ta có n + z + e = 13 vì z = e nên 2z + n = 13

2z + n = 13 → n = 13 – 2z

Mặt khác từ nguyên tố số 2 đến 82 trong bảng tuần hoàn thì:

1 ≤ (frac{N}{Z})≤ 1,5 ⇒ z ≤ n ≤ 1,5z, ta có:

→ 3,7 ≤ z ≤ 4,3 (z nguyên dương)

Nguyên tố có z = 4, n = 5

→ Nguyên tử khối A là 4 + 5 = 9

Câu b

Cấu hình electron của nguyên tố đó là: 1s 22s 2

Có bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử lần lượt bằng 3, 6, 9, 18?

Phương pháp giải

Từ số hiệu nguyên tử của các nguyên tố, viết cấu hình electron ⇒ số electron lớp ngoài cùng.

Hướng dẫn giải

Số electron lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử bằng 3, 6, 9, 18 lần lượt là 1, 4, 7, 8. Do các nguyên tử có cấu hình electron như sau:

Viết cấu hình electron của nguyên tử các cặp nguyên tố mà hạt nhân nguyên tử có số proton là:

a) 1, 3.

b) 8, 16.

c) 7, 9.

Những nguyên tố nào là kim loại? Là phi kim? Vì sao?

Phương pháp giải

– Từ số p, suy ra Z → cấu hình electron.

– Nguyên tố kim loại có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng.

– Nguyên tố phi kim có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng.

Hướng dẫn giải

Hạt nhân nguyên tử cho biết số proton (nghĩa là cho biết số đơn vị điện tích hạt nhân) nên theo yêu cầu của đề bài ta có thể viết cấu hình electron của nguyên tử các cặp nguyên tố như sau:

  • Nguyên tố kim loại có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng, nên nguyên tố có Z = 3 là kim loại, còn nguyên tố Z = 1 là H giống kim loại nhưng không phải là kim loại.
  • Nguyên tố phi kim có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng nên các nguyên tố có Z = 8, 16, 7, 9 là phi kim.

【#2】Nguyên Tử Là Gì? Lớp Electron Là Gì? Cấu Tạo Hạt Nhân Nguyên Tử

* Nguyên tử gồm:

– Hạt nhân mang điện tích dương

– Vỏ tạo bởi một hay nhiều eletron mang điện tích âm.

Electron ký hiệu là e, điện tích âm (-), kích thước rất nhỏ cỡ 10-8 cm .

* Hạt nhân nguyên tử tạo bởi proton và nơtron.

– Hạt Proton: Ký hiệu là p có điện tích dương (+)

– Hạt Nơtron: Ký hiệu là n không mang điện.

* Những nguyên tử cùng loại có cùng số hạt proton trong hạt nhân

* Trong một nguyên tử: số p = số e

– Proton và nơtron có cùng khối lượng, còn electron có khối lượng rất bé (chỉ bằng 0,0005 lần khối lượng proton), không đáng kể. Nên khối lượng của hạt nhân được coi là khối lượng nguyên tử.

– Trong nguyên tử các electron chuyển động rất nhanh quanh hạt nhân và sắp xếp thành từng lớp, mỗi lớp có 1 số electron nhất định.

– Số lớp electron của nguyên tử:

H 2: 1 (1e) → 1e ngoài cùng

O 2: 8 (1e) → 6e ngoài cùng

Na: 3 (1e) → 1e ngoài cùng

– Số electron tối đa ở lớp 1 là 2e; ở lớp 2 là 8e.

“…..là hạt vô cùng nhỏ, trung hòa về điện : từ ….. tạo ra mọi chất. Nguyên tử gồm ….. mang điện tích dương và vỏ tạo bởi …..”

Nguyên tử là hạt vô cùng nhỏ, trung hòa về điện: từ nguyên tử tạo ra mọi chất. Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện tích dương và vỏ tạo bởi một hay nhiều electron mang điện tích âm”.

b) Hãy nói tên, kí hiệu và điện tích những loại hạt mang điện?

c) Những nguyên tử cùng loại có cùng số hạt nào trong hạt nhân?

a) Nguyên tử tạo thành từ ba loại nhỏ hơn nữa là: proton, electron và nơtron.

b) Tên, kí hiệu, điện tích những loại hạt mang điện

c) Những nguyên tử cùng loại có cùng số hạt proton trong hạt nhân.

– Khối lượng nguyên tử gồm khối lượng hạt nhân và khối lượng các electron, nhưng khối lượng electron quá nhỏ (không đáng kể) so với khối lượng hạt nhân, nên có thể bỏ qua. Do đó, có thể coi khối lượng hạt nhân là khối lượng nguyên tử.

– Electron luôn chuyển động nhanh quanh hạt nhân và sắp xếp thành từng lớp.

– Ví dụ: Nguyên tử oxi có 8 electron chia hai lớp, lớp trong có 2 và lớp ngoài có 6 electron.

Hãy chỉ ra: Số p trong hạt nhân, số e trong nguyên tử, số lớp electron và số e lớp ngoài cùng của mỗi nguyên tử.

【#3】Cấu Tạo Vỏ Electron Nguyên Tử

Cấu tạo vỏ electron nguyên tử

Cấu tạo vỏ electron nguyên tử

I. SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ

– Các electron chuyển động rất nhanh trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử.

– Trong nguyên tử: số e = số p = Z

II. LỚP ELECTRON VÀ PHÂN LỚP ELECTRON 1. Lớp electron:

– Ở trạng thái cơ bản, các electron lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao (từ gần hạt nhân ra xa hạt nhân) và xếp thành từng lớp.

– Các electron trên cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau.

2. Phân lớp electron

– Các e trên cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau.

– Các phân lớp được kí hiệu bằng chữ cái thường: s, p, d, f

– Các electron ở phân lớp s gọi là electron s, electron ở phân lớp p gọi là electron p,…

Ví dụ:

+ Lớp thứ nhất (lớp K, n = 1) có 1 phân lớp s

+ Lớp thứ hai (lớp L, n = 2) có 2 phân lớp s, p

+ Lớp thứ 3 (lớp M, n = 3) có 3 phân lớp: s, p, d

+ Lớp thứ 4 (lớp N, n = 4) có 4 phân lớp s, p, d, f

3. Obitan nguyên tử:

– Obitan nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà ở đó xác suất có mặt electron là lớn nhất (90%)

– Kí hiệu: AO

– Trên 1 AO chỉ chứa tối đa 2 electron được gọi là e ghép đôi.

– Nếu trong 1 AO chứa 1 electron được gọi là e độc thân.

– Nếu trong AO không chứa e được gọi là AO trống.

+ Phân lớp s có 1 AO hình cầu

+ Phân lớp p có 3 AO hình số 8 nổi

+ Phân lớp d có 5 AO và phân lớp f có 7 AO hình dạng phức tạp

III. SỐ ELECTRON TỐI ĐA TRONG MỘT PHÂN LỚP, MỘT LỚP 1. Số electron tối đa trong một phân lớp * Nguyên lí Pauli

– Trên 1 obitan nguyên tử chứa tối đa 2 electron và có chiều tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron.

– Phân lớp đã đủ số electron tối đa gọi là phân lớp electron bão hòa.

2. Số electron tối đa trong một lớp

– Lớp electron đã đủ số e tối đa gọi là lớp electron bão hòa.

– Lớp electron bão hòa khi các phân lớp trong lớp đó bão hòa.

Bài viết gợi ý:

【#4】Lí Thuyết Cấu Tạo Vỏ Electron Nguyên Tử

– Các electron chuyển động rất nhanh trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử.

– Trong nguyên tử: số e = số p = Z

II. LỚP ELECTRON VÀ PHÂN LỚP ELECTRON

1. Lớp electron:

– Ở trạng thái cơ bản, các electron lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao (từ gần hạt nhân ra xa hạt nhân) và xếp thành từng lớp.

– Các electron trên cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau.

2. Phân lớp electron

– Các e trên cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau.

– Các phân lớp được kí hiệu bằng chữ cái thường: s, p, d, f

– Các electron ở phân lớp s gọi là electron s, electron ở phân lớp p gọi là electron p,…

Ví dụ:

+ Lớp thứ nhất (lớp K, n = 1) có 1 phân lớp s

+ Lớp thứ hai (lớp L, n = 2) có 2 phân lớp s, p

+ Lớp thứ 3 (lớp M, n = 3) có 3 phân lớp: s, p, d

+ Lớp thứ 4 (lớp N, n = 4) có 4 phân lớp s, p, d, f

3. Obitan nguyên tử:

– Obitan nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà ở đó xác suất có mặt electron là lớn nhất (90%)

– Kí hiệu: AO

– Trên 1 AO chỉ chứa tối đa 2 electron được gọi là e ghép đôi.

– Nếu trong 1 AO chứa 1 electron được gọi là e độc thân.

– Nếu trong AO không chứa e được gọi là AO trống.

+ Phân lớp s có 1 AO hình cầu

+ Phân lớp p có 3 AO hình số 8 nổi

+ Phân lớp d có 5 AO và phân lớp f có 7 AO hình dạng phức tạp

III. SỐ ELECTRON TỐI ĐA TRONG MỘT PHÂN LỚP, MỘT LỚP

1. Số electron tối đa trong một phân lớp * Nguyên lí Pauli

– Trên 1 obitan nguyên tử chứa tối đa 2 electron và có chiều tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron.

– Phân lớp đã đủ số electron tối đa gọi là phân lớp electron bão hòa.

2. Số electron tối đa trong một lớp

– Lớp electron đã đủ số e tối đa gọi là lớp electron bão hòa.

– Lớp electron bão hòa khi các phân lớp trong lớp đó bão hòa.

【#5】Cấu Tạo Vỏ Nguyên Tử, Phân Lớp Electron Và Bài Tập

– Các electron chuyển động rất nhanh trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử.

– Trong nguyên tử thì số electron (e) = số proton (p) = số hiệu nguyên tử (Z): e = p = Z.

II. Lớp Electron và phân lớp Electron

– Ở trạng thái cơ bản, các electron lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao (từ gần hạt nhân ra xa hạt nhân) và sắp xếp thành từng lớp.

– Các electron ở gần nhân liên kết bền hơn với hạt nhân. Vậy electron ở lớp trong có mức năng lượng thấp hơn so với ở các lớp ngoài.

– Các electron trên cùng 1 lớp có mức năng lượng gần bằng nhau

– Xếp theo thứ tự mức năng lượng từ thấp đến cao, các lớp e này được ghi bằng các số nguyên tử theo thứ tự n= 1, 2, 3, 4,… với tên gọi : K, L, M, N,…

– Các e trên cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau.

– Các phân lớp được kí hiệu bằng chữ cái thường: s, p, d, f.

– Các electron ở phân lớp s gọi là electron s, electron ở phân lớp p gọi là electron p,…

+ Lớp thứ nhất (lớp K, n = 1) có 1 phân lớp s

+ Lớp thứ hai (lớp L, n = 2) có 2 phân lớp s, p

+ Lớp thứ ba (lớp M, n = 3) có 1 phân lớp s, p, d

+ Lớp thứ bốn (lớp N, n = 4) có 2 phân lớp s, p, d, f

– Obitan nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà ở đó xác suất có mặt electron là lớn nhất (90%).

– Ký hiệu Obitan: AO

– Trên 1 AO chỉ chứa tối đa 2 electron được gọi là electron ghép đôi.

– Nếu trong 1 AO chứa 1 electron thì được gọi là e độc thân.

– Nếu trong AO không chứa electron nào được gọi là AO trống.

– Phân lớp s có 1 AO hình cầu

– Phân lớp p có 3 AO hình số 8 nổi

– Phân lớp d có 5 AO và phân lớp f có 7 AO hình dạng phức tạp

1. Số electron tối đa trong một phân lớp, phân lớp electron bão hòa.

– Trên 1 Obitan nguyên tử chứa tối đa 2 electron và có chiều tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron.

* Ví dụ: phân lớp s chứa 1 AO ⇒ số e tối đa trong phân lớp s = 2.1 = 2.

* Phân lớp Electron bão hòa.

– Phân lớp đã đủ số electron tối đa gọi là phân lớp electron bão hòa

2. Số Electron tối đa trong 1 phân lớp, lớp electron bão hòa

– Lớp electron đã đủ số e tối đa được gọi là lớp electron bão hòa

– Lớp electron bão hòa khi các phân lớp electron trong lớp đó bão hòa

III. Bài tập về cấu tạo vỏ nguyên tử và phân lớp electron

Chọn đáp án đúng.

– A đúng. Z = 75, số khối A = 75 + 110 = 185

– Hạt chứa 20 notron và 19 proton và 19 electron. Suy ra Z = 19, số khối A = 19 + 20 = 39.

Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử flo là 9. Trong nguyên tử flo, số electron ở mức năng lượng cao nhất là:

A. 2. B. 5. C. 9. D. 11.

– Đáp án đúng: B. 5

– Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử flo là 9, suy ra flo có 9 electron phân bố vào các phân lớp như sau: 1s 22s 22p 5. Vậy flo có 5 electron ở mức năng lượng cao nhất.

A. 6 B. 8 C. 14 D. 16

Hãy chọn đáp số đúng.

– Đáp án đúng: D. 16

– Các electron của nguyên tử nguyên tố X được phân bố trên 3 mức năng lượng, lớp thứ 3 có 6 electron, như vậy có sự phân bố như sau 1s 22s 22p 63s 23p 4.

⇒ Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử X là 16+.

b) Tại sao lớp N chứa tối đa 32 electron.

a) Lớp: Cho biết số nguyên tố trong cùng chu kì.

– Phân lớp: Cho biết số obitan và số electron tối đa trong một phân lớp

– Lớp và phân lớp khác nhau ở điểm: Lớp cho biết số nguyên tố trong chu kì, còn phân lớp cho biết số obitan và số electron tối đa.

b) Lớp N là lớp thứ 4 có các phân lớp s, p, d, f có số electron tối đa tương ứng các phân lớp là 2, 6, 10, 14 ([….]4s 24p 64d 104f 14) nên số electron tối đa là 32.

– Hãy xác định số proton, số proton trong hạt nhân và số electron ở vỏ electron của nguyên tử.

– Hãy xác định sự phân bố electron trên các lớp.

– Ta có, Z= 18 suy ra trong hạt nhân Ar có 18p và 22n (40 – 18), lớp vỏ electron của nguyên tử có 18e được phân bố như sau: 1s 22s 22p 63s 23p 6.

【#6】Giải Bài Tập Sgk Bài 4: Cấu Tạo Vỏ Electron Của Nguyên Tử

Chương 1: Nguyên Tử – Hóa Học Lớp 10

Bài 4: Cấu Tạo Vỏ Electron Của Nguyên Tử

Nội dung bài học bài 4 cấu tạo vỏ electron của nguyên tử giúp các baạn tìm hiểu cấu tạo nguyên tử ra sao? thế nào là lớp? phân lớp electron? Mỗi lớp và phân lớp có tối đa bao nhiêu electron?

Tóm Tắt Lý Thuyết

1. Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử

2. Lớp electron và phân lớp electron

Các Bài Tập & Lời Giải Bài Tập SGK Bài 4 Cấu Tạo Vỏ Electron Của Nguyên Tử

Hướng dẫn giải bài tập sgk bài 4 cấu tạo vỏ electron của nguyên tử chương 1 hóa học 10. Giúp các bạn học sinh có kĩ năng xác định được thứ tự các lớp electron trong nguyên tử, số phân lớp (s, p, d, f…)

Bài Tập 1 Trang 22 SGK Hóa Học Lớp 10

Một nguyên tử M có 75 electron và 110 nơtron. Kí hiệu của nguyên tử M là

A. ()(_{75}^{185}M)

B. (_{185}^{75}M)

C. (_{75}^{110}M)

D. (_{110}^{75}M)

Chọn đáp án đúng.

Bài Tập 2 Trang 22 SGK Hóa Học Lớp 10

Nguyên tử nào trong các nguyên tử sau đây chứa đồng thời 20 nơtron, 19 proton và 19 electron?

A. ()(_{17}^{37}Cl)

B. (_{19}^{39}K)

C. (_{18}^{40}Ar)

D. (_{19}^{40}K)

Chọn đáp án đúng.

Bài Tập 3 Trang 22 SGK Hóa Học Lớp 10

Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử flo là 9. Trong nguyên tử flo, số electron ở mức năng lượng cao nhất là

A. 2.

B. 5.

C.9.

D.11.

Chọn đáp số đúng.

Bài Tập 4 Trang 22 SGK Hóa Học Lớp 10

Các electron của nguyên tử nguyên tố X được phân bố trên 3 lớp, lớp thứ ba có 6 electron. Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của nguyên tố X là

A. 6.

B. 8.

C.14.

D. 16.

Chọn đáp số đúng.

Bài Tập 5 Trang 22 SGK Hóa Học Lớp 10

a. Thế nào là lớp và phân lớp electron? Sự khác nhau giữa lớp và phân lớp electron?

b. Tại sao lớp N chứa tối đa 32 electron?

Bài Tập 6 Trang 22 SGK Hóa Học Lớp 10

Nguyên tử agon có kí hiệu là ()(_{18}^{40}Ar).

a. Hãy xác định số proton, số nơtron và số electron của nguyên tử.

b. Hãy xác định sự phân bố electron trên các lớp electron.

Lời kết: Qua nội dung bài học bài 4 cấu tạo vỏ electron của nguyên tử chương 1 hóa học lớp 10. Các bạn cần lưu ý các vấn đề sau:

– Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử gồm mô hình hành tinh nguyên tử và mô hình hiện đại về sự chuyển động của electron trong nguyên tử, obitan nguyên tử.

– Lớp electron và phân lớp electron gồm lớp electron, phân lớp electron

Trên là toàn bộ nội dung bài học bài 4 cấu tạo vỏ electron của nguyên tử chương 1 hóa học lớp 10. Nội dung bài học giúp các bạn tìm hiểu thế nào là lớp? phân lớp electron? Mỗi lớp và phân lớp có tối đa bao nhiêu electron?

Các bạn đang xem Bài 4: Cấu Tạo Vỏ Electron Của Nguyên Tử thuộc Chương 1: Nguyên Tử tại Hóa Học Lớp 10 môn Hóa Học Lớp 10 của chúng tôi Hãy Nhấn Đăng Ký Nhận Tin Của Website Để Cập Nhật Những Thông Tin Về Học Tập Mới Nhất Nhé.

【#7】Cấu Tạo Của Nguyên Tử, Kích Thước Và Khối Lượng Của Electron Hạt Nhân

– Từ các kết quả thực nghiệm, các nhà khoa học đã xác định được thành phần cấu tạo của nguyên tử gồm có hạt nhân và lớp vỏ Electron, trong đó:

° Hạt nhân nằm ở tâm nguyên tử, gồm các hạt proton và nơtron

° Vỏ nguyên tử gồm các electron chuyển động trong không gian xung quanh hạt nhân.

⇒ Như vậy, nguyên tử được cấu tạo từ 3 loại hạt cơ bản là: electron, proton và nơtron.

1. Khối lượng của nguyên tử và các hạt proton, notron, electron.

* Khối lượng và điện tích của Proton, Nơtron và Electron được thể hiện ở bảng sau:

* Đơn vị khối lượng nguyên tử: u

1u = khối lượng của một nguyên tử đồng vị 12C =1,67.10-27 (kg) = 1,67.10-24 (g).

– Đơn vị điện tích nguyên tố: 1 đơn vị điện tích nguyên tố = 1,602.10-19 C

– Nguyên tử trung hòa về điện nên số proton (P) trong hạt nhân bằng số electron (E) của nguyên tử: số p = số e

– Vì khối lượng của e không đáng kể nên:

Kích thước nguyên tử: các nguyên tử có kích thước khoảng 10-10 m= 0,1nm. Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử hidro có bán kính khoảng 0,053nm.

Kích thước hạt nhân: các hạt nhân đều có kích thước khoảng 10-14m = 10-5 nm.

⇒ Kích thước của hạt nhân nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước của nguyên tử: Nguyên tử có cấu tạo rỗng.

Bài 1 trang 9 SGK hóa 10: Các hạt cấu tạo nên hạt nhân của hầu hết các nguyên tử là:

A. Electron và proton.

B. Proton và nơtron.

C. Nơtron và electon.

D. Electron, proton và nơtron.

Chọn đáp án đúng.

– Đáp án đúng: B. Proton và nơtron.

Bài 2 trang 9 SGK hóa 10: Các hạt cấu tạo nên hầu hết các nguyên tử là:

A. Electron và proton.

B. Proton và nơtron.

C. Nơtron và electon.

D. Electron, proton và nơtron.

Chọn đáp án đúng.

– Đáp án đúng: D. Electron, proton và nơtron.

Nguyên tử có đường kính gấp khoảng 10.000 lần đường kính hạt nhân. Nếu ta phóng đại hạt nhân lên thành một quả bóng có đường kính 6cm thì đường kính nguyên tử sẽ là:

A. 200m. B. 300m.

C. 600m. D. 1200m.

– Đáp án đúng: C. 600m.

– Đường kính hạt nhân khi phóng to: 6cm.

– Đường kính nguyên tử: 6cm x 10.000 = 60.000(cm) = 600(m).

Bài 4 trang 9 SGK hóa 10: Tìm tỉ số về khối lượng của electron so với proton, so với nơtron. .

– Tỉ số về khối lượng của electron so với proton là:

– Tỉ số về khối lượng của electron so với nơtron là:

Bài 5 trang 9 SGK hóa 10: Nguyên tử kẽm có bán kính r = 1,35.10-1 nm, khối lượng nguyên tử là 65u.

a) Tính khối lượng riêng của nguyên tử kẽm.

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

Cho biết V hình cầu = (4/3)π.r 3.

1u = 1,6605.10-24 g. (vì 1u = 1,6605. 10-27 kg )

b) m hạt nhân Zn = 65u = 107,9.10-24 gam.

【#8】Bản Chất Tia X Và Cấu Tạo

a. Tia X là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn. Thông thường tia X có bước sóng trong khoảng từ 10-3 A0 đến 1 A0 (1A0 = 10-10m) tương ứng với dãy tần số từ 3×1016 Hz đến 3×1019 Hz và năng lượng từ 120eV đến 120keV.

b. Cơ chế phát tia X: Electron của Catod được tăng tốc trong điện trường mạnh nên có động năng rất lớn. Khi gặp các nguyên tử Anode, các electron này xuyên sâu vào vỏ nguyên tử, tương tác với hạt nhân và các lớp electron của nguyên tử làm dịch chuyển các electron từ tầng này qua tầng khác (Nguyên tử có nhiều lớp các eclectron từ trong ra ngoài được đặt tên K, L , M.. theo mức năng lượng của electron từ thấp tới cao).Chính quá trình dịch chuyển từ tầng này sang tầng khác của các electron tạo ra tia X. Có hai dạng tia X được tạo là ‘bức xạ hãm’ và tia X đặc trưng. Bức xạ hãm tạo ra do sự tương tác giữa các điện tử và hạt nhân nguyên tử vật liệu làm bia. Tia X đặc trưng tạo ra khi các electron bắn phá bia làm bật electron trên các quỹ đạo bên trong ra khỏi nguyên tử vật liệu làm bia. Tia X này được gọi là tia X đặc trưng vì nó đặc trưng riêng cho từng loại nguyên tố làm bia. (Về bản chất sâu hơn nữa hiện nay chưa cập nhật rộng rãi). Hình ảnh được tạo ra khi chụp X quang là do bức xạ hãm, tia X đặc trưng sinh nhiệt lớn cần được giải nhiệt để đầu đèn hoạt động tốt.

2. Các tính chất và ứng dụng trong y học của tia X:

a. Tính chất:

  • Khả năng đâm xuyên tốt: truyền qua được những vật chắn sáng thông thường như giấy, gỗ, hay kim loại mỏng … Bước sóng càng ngắn, đâm xuyên càng mạnh.
  • Tác dụng rất mạnh lên kính ảnh.
  • Làm phát quang một số chất.
  • Có khả năng ion hóa không khí và các chất khí.
  • Tác dụng sinh học rất mạnh: hủy hoại tế bào, diệt vi khuẩn, …
    Sử dụng trong các máy X quang, Ct-scanner, PET- CT, xạ trị… rất có giá trị trong việc chẩn đoán cũng như điều trị bệnh.

c. Tác dụng không mong muốn của tia X:

  • Với bước sóng ngắn tia X có thể đi xuyên qua mọi vật chất và gây hai rất lớn cho các dạng sinh vật sống. Với con người tia X ở mức độ tiếp xúc khác nhau rất dễ gây rối loạn quá trình trao đổi chất, thay đổi mã di truyền…
  • Ngay nay các kỹ thuật đã hỗ trợ cho bệnh nhân phải hấp thu liều tia X giảm song vẫn đạt được hiệu quả trong chẩn đoán và điều trị. Các biện pháp bảo vệ thụ động như các phòng sử dụng tia X được bọc trì, nhân viên bức xạ có áo trì vv…

3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy X quang:

a. Cấu tạo: Các thành phần chính trong hệ chụp X-quang bao gồm:

  • Bóng phát tia X và bộ tạo cao áp
  • Phin lọc
  • Hệ chuẩn trực
  • Lưới chống tán xạ.
  • Bộ phận nhận tia X: Phim, tấm nhận ảnh KTS, bìa tăng quang hoăc tăng sáng truyền hình (khuếch đại ảnh)
  • Bộ kiểm soát liều xạ tự động (AEC)
  • Trung tâm điều khiển thông số và phát tia.

Hình: Các thành phần chính trong hệ chụp X-quang

b. Nguyên lý tạo hình của máy chụp X quang

Bóng X-Quang có thể xem như dạng đặc biệt của điốt chỉnh lưu chân không, bóng X-quang gồm các bộ phận chủ yếu sau:

  • Nguồn bức xạ điện tử – cathode (âm cực);
  • Nguồn bức xạ tia X – Anode (dương cực) .
  • Vỏ thủy tinh (vỏ trong) bao quanh anode và cathode, đã được hút chân không để loại trừ các phân tử khí cản trở trên đường đi chùm tia điện tử.
  • Vỏ bóng (vỏ ngoài) thường làm bằng hợp kim nhôm phủ chì để ngăn ngừa tia X bức xạ theo những hướng không mong muốn ra môi trường xung quanh và còn có tác dụng tản nhiệt. Ngoài ra trên vỏ còn bố trí cửa sổ tia X nơi ghép nối với hộp chuẩn trực và vị trí các đầu nối.

Có hai loại bóng được ứng dụng phổ biến trong thiết bị X-Quang là bóng sử dụng Anode quay và bóng sử dụng Anode cố định. Bóng Anode cố đinh hiện ít sử dụng do nhanh rỗ đĩa Anode gây ảnh hưởng chất lượng tia X do cố định điểm bắn từ Catod sang. Máy X quang tại phòng khám chúng ta sử dụng Anode quay.

Bác sĩ Phạm Khắc Hòa Khoa Chẩn đoán hình ảnh – Phòng khám đa khoa Thành Công.

Hình: mô hình của bóng phát tia X

Chùm tia X sau khi truyền qua vùng thăm khám của cơ thể thì suy giảm do bị hấp thụ bởi các cấu trúc. Sự suy giảm này phụ thuộc vào độ dày, mật độ của các cấu trúc mà nó đi qua do vậy tác động của chùm tia còn lại tới bộ phận thu nhận (film, detector, màn chiếu…) là khác nhau qua đó bộ xử lý hình ảnh sẽ cho thang xám khác nhau. Mức độ thang xám sẽ tạo ra ảnh.

Bộ phận thu nhận và xử lý hình ảnh là điểm khác biệt lớn nhất giữa các thế hệ máy X quang.

  • X quang cổ điển: sử dụng phim x quang để nhận tín hiệu, dùng máy rửa hoặc rửa tay qua các hoạt chất khác nhau để hiện hình ảnh.
  • X-Quang kỹ thuật số: Sử dụng các tấm nhận ảnh CR hoặc DR, các máy tính sẽ sử lý tín hiệu và tạo ảnh. Các ảnh nhận được dễ dàng được sử lý, lưu trữ , truyền ảnh giúp thuận tiện cho theo dõi và chẩn đoán bệnh.
  • Mô hình về X quang cổ điển, CR và DR.

【#9】Cấu Trúc Phân Tử Hợp Chất Hữu Cơ

$1.$ Nội dung của thuyết cấu tạo hóa học

Ngay từ năm $1861$, Bút-lê-rốp đã đưa ra khái niệm cấu tạo hóa học và thuyết cấu tạo hóa học gồm những luận điểm chính sau:

$1.$ Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị và theo một thứ tự nhất định. Thứ tự liên kết đó được gọi là cấu tạo hóa học. Sự thay đổi thứ tự liên kết đó, tức là thay đổi cấu tạo hóa học, sẽ tạo ra hợp chất khác.

Thí dụ: Công thức phân tử $C_2H_6O$ có hai công thức cấu tạo (thứ tự liên kết khác nhau) ứng với $2$ hợp chất sau:

$H_3C-O-CH_3$: đimetyl ete, chất khí, không tác dụng với $Na$.

$H_3C-CH_2-O-H$: ancol etylic, chất lỏng, tác dụng với $Na$ giải phóng hiđro.

$2$. Trong phân tử hợp chất hữu cơ, cacbon có hóa trị $4$. Nguyên tử cacbon không những có thể liên kết với nguyên tử các nguyên tố khác mà còn liên kết với nhau thành mạch cacbon.

Thí dụ:

$3.$ Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất, số lượng các nguyên tử) và cấu tạo hóa học (thứ tự liên kết các nguyên tử).

Thí dụ:

– Phụ thuộc thành phần phân tử: $CH_4$ là chất khí dễ cháy, $CCl_4$ là chất lỏng không cháy; $CH_3Cl$ là chất khí không có tác dụng gây mê, còn $CHCl_3$ là chất lỏng có tác dụng gây mê.

– Phụ thuộc cấu tạo hóa học: $CH_3CH_2OH$ và $CH_3OCH_3$ khác nhau cả về tính chất hóa học.

$2.$ Đồng đẳng, đồng phân

a) Đồng đẳng

Các hiđrocacbon trong dãy: $CH_4, C_2H_6, C_3H_8, C_4H_ {10}, C_5H_ {12},…, C_nH_ {2n+2}$, chất sau hơn chất trước một nhóm $CH_2$ nhưng đều có tính chất hóa học tương tự nhau.

Các ancol trong dãy: $CH_3OH, C_2H_5OH, C_3H_7OH, C_4H_9OH,…, C_nH_{2n+1}OH$ cũng có thành phần hơn kém nhau một hay nhiều nhóm $CH_2$ nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau.

* Khái niệm: Những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm $CH_2$ nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau là những chất đồng đẳng, chúng hợp thành dãy đồng đẳng.

* Giải thích: Mặc dù các chất trong cùng dãy đồng đẳng có công thức phân tử khác nhau một hay nhiều nhóm $CH_2$ nhưng do chúng có cấu tạo hóa học tương tự nhau nên có tính chất hóa học tương tự nhau.

b) Đồng phân

Etanol và đimetyl ete là hai chất khác nhau (có tính chất khác nhau ) nhưng có cùng công thức phân tử là $C_2H_6O$.

Metyl axetat ($CH_3COOCH_3$), etyl fomiat ($HCOOC_2H_5$) và axit propionic ($CH_3CH_2COOH$) là ba chất khác nhau nhưng có công thức phân tử là $C_3H_6O_2$.

* Khái niệm: Những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử là những chất đồng phân.

* Giải thích: Những chất đồng phân tuy có cùng công thức phân tử nhưng có cấu tạo hóa học khác nhau, chẳng hạn etanol có cấu tạo $H_3C-CH_2-O-H$, còn đimetyl ete có cấu tạo $H_3C-O-CH_3$, vì vậy chúng là những chất khác nhau, có tính chất khác nhau.

II – LIÊN KẾT TRONG PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ

$1.$ Các loại liên kết trong phân tử hợp chất hữu cơ

Theo Li-uýt (Lewis), các nguyên tử có xu hướng dùng chung electron để đạt được $8$ electron (đối với $H$chỉ cần đạt $2$ electron) ở lớp ngoài cùng (quy tắc bát tử).

Công thức có viết đầy đủ các electron hóa trị được gọi là công thức Li-uýt.

Thí dụ:

Liên kết trong phân tử các hợp chất hữu cơ chủ yếu dựa vào sự dùng chung các cặp elctron (liên kết cộng hóa trị)

* Liên kết tạo bởi $1$ cặp electron dùng chung là liên kết đơn được biểu diễn bởi $2$ dấu chấm hay $1$ gạch nối giữa $2$ nguyên tử.

* Liên kết tạo bởi $2$ cặp electron dùng chung là liên kết đôi. Liên kết đôi gồm $1$ liên kết $sigma$ và $1$ liên kết $pi$, biểu diễn bởi $4$ dấu chấm hay $3$ gạch nối.

* Liên kết tạo bởi $3$ cặp electron dùng chung là liên kết ba. Liên kết ba gồm $1$ liên kết $sigma$ và $2$ liên kết $pi$, biểu diễn bởi $6$ chấm hay $3$ gạch nối.

* Liên kết đôi và liên kết ba gọi chung là liên kết bội.

Nguyên tử $C$ sử dụng obitan lai hóa để tạo liên kết $sigma$ theo kiểu xen phủ trục (hình $a,b$) và dùng obitan $p$ để tạo liên kết $pi$ theo kiểu xen phủ bên (hình $c$).

$2$. Các loại công thức cấu tạo

Công thức cấu tạo biểu diễn thứ tự và cách thức liên kết của các nguyên tử trong phân tử. Có cách viết khai triển, thu gọn và thu gọn nhất.

Công thức cấu tạo khai triển: Viết tất cả các nguyên tử và các liên kết giữa chúng.

Công thức cấu tạo thu gọn: Viết gộp nguyên tử cacbon và các nguyên tử khác liên kết với nó thành từng nhóm.

Công thức cấu tạo thu gọn nhất: Chỉ viết các liên kết và nhóm chức, đầu mút của các liên kết chính là nhóm $CH_x$ với $x$ đảm bảo hóa trị $4$ ở $C$.

III – ĐỒNG PHÂN CẤU TẠO

$1.$ Khái niệm đồng phân cấu tạo

b) Kết luận

$Butan – 1-ol$ và $đietyl ete$ có cùng công thức phân tử $C_4H_ {10}O$ nhưng do khác nhau về cấu tạo hóa học nên khác nhau về tính chất vật lí và tính chất hóa học.

Vậy những hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng có cấu tạo hóa học khác nhau gọi là những đồng phân cấu tạo.

b) Kết luận

Những đồng phân khác nhau về bản chất nhóm chức gọi là đồng phân nhóm chức. Những đồng phân khác nhau về sự phân nhánh mạch cacbon gọi là đồng phân mạch cacbon. Những đồng phân khác nhau về vị trí nhóm chức gọi là đồng phân vị trí nhóm chức.

IV- CÁCH BIỂU DIỄN CẤU TRÚC KHÔNG GIAN PHÂN TỬ HỮU CƠ

Công thức phối cảnh là một loại công thức lập thể.

Đường nét liền biểu diễn liên kết nằm trên mặt trang giấy.

Đường nét đậm biểu diễn liên kết hướng về mắt ta (ra phía trước trang giấy).

Đường nét đứt biểu diễn liên kết hướng ra xa mắt ta (ra phía sau trang giấy).

$2$. Mô hình phân tử

a) Mô hình rỗng

Các quả cầu tượng trưng cho các nguyên tử, các thanh nối tượng trưng cho các liên kết giữa chúng. Góc giữa hai các thanh nối bằng góc lai hóa.

b) Mô hình đặc

Các quả cầu cắt vát tượng trưng cho các nguyên tử được ghép với nhau theo đúng vị trí không gian của chúng.

V- ĐỒNG PHÂN LẬP THỂ

$1.$ Khái niệm về đồng phân lập thể

a) Thí dụ

Ứng với công thức cấu tạo $CHCl=CHCl$ có hai cách sắp xếp không gian khác nhau dẫn tới hai chất đồng phân:

Đồng phân lập thể là những đồng phân có cấu tạo hóa học như sau (cùng công thức cấu tạo) nhưng khác nhau về sự phân bố không gian của các nguyên tử trong phân tử (tức khác nhau về cấu trúc không gian của phân tử)

$2.$ Quan hệ giữa đồng phân cấu tạo và đồng phân lập thể

$3$. Cấu tạo hóa học và cấu trúc hóa học

Cấu tạo hóa học cho ta biết các nguyên tử liên kết với nhau theo thứ tự nào, bằng liên kết đơn hay liên kết bội, nhưng không cho biết sự phân bố trong không gian của chúng. Cấu tạo hóa học được biểu diễn bởi công thức cấu tạo.

Cấu tạo hóa học và cấu trúc không gian của phân tử hợp thành cấu trúc hóa học.

Cấu trúc hóa học vừa cho biết cấu tạo hóa học vừa cho biết sự phân bố trong không gian của các nguyên tử trong phân tử. Cấu trúc hóa học thường được biểu diễn bởi công thức lập thể.

【#10】Niels Bohr Và Thuyết Cấu Tạo Nguyên Tử

Câu hỏi phải chăng mọi vật đều tạo thành từ vật thể nhỏ nhất không thể phân chia được (gọi là atom hay nguyên tử) đã đặt ra từ hàng ngàn năm nay và nhiều nhà triết học cổ đại đã nghĩ đến. Đến những năm cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, các phát minh về thực nghiệm đã thực sự chứng tỏ sự tồn tại của nguyên tử.

Nhưng một vấn đề mới nảy sinh, nguyên tử chưa phải là phần tử cuối cùng tạo nên mọi vật, nó có cấu trục nội tại nào đó. Việc đi tìm mô hình cấu trúc của bản thân nguyên tử lại trở nên sôi động trong giới vật lý.

Chính trong khoảng thời gian sôi động này, nhà vật lý trẻ tuổi tài năng ở Đan mạch N. Bohr, sau khi nhận học vị Tiến sĩ được cử qua Đại học Cambridge (1911-1912) và Đại học Manschester (Anh quốc) tiếp tục công việc nghiên cứu khoa học với hai nhà vật lý Anh nổi tiếng J.J. Thomson và Ernest Rutherford. Không chỉ tiếp thu ý tưởng về các mẫu cấu tạo nguyên tử do các vị đó đưa ra, N. Bohr còn nhận rõ những hạn chế trong các mẫu đó và tìm cách cải tiến, đặc biệt với mẫu của Rutherford.

Mô tả mẫu nguyên tử Bohr: ở giữa là hạt nhân với điện tích Ze với 3 trạng thái dừng gián đoạn1,2 và 3. Mũi tên sự nhảy bậc của e từ trạng thái ngoài cùng xuống trạng thái thứ hai và phát ra bức xạ. (Ảnh tư liệu).

Rutherford đưa ra giả thuyết, nguyên tử bao gồm một hạt nhân ở giữa và một hay nhiều điện tử (hay electron, ký hiệu e) quay xung quanh; tương tự như Quả đất và các hành tinh khác (sao Mộc, sao Thổ, sao Hoả…) quay xung quanh Mặt Trời. Đặc biệt, trong nguyên tử hầu hết khối lượng dồn vào hạt nhân còn các điện tử có khối lượng bé hơn hàng chục vạn lần. Điểm khác nhau quan trọng là Mặt trời và các hành tinh đều trung hoà điện tích, trong lúc hạt nhân có điện tích dương và các electron có điện tích âm.

Với ý nghĩa và sự đóng góp to lớn vào lịch sử phát triển nhận thức của nhân loại, Niels Bohr đạt đến đỉnh vinh quang khoa học và nhận giải Nobel Vật lý năm 1922. Tên của ông cũng được long trọng đặt tên cho nguyên tố siêu nặng 107, nguyên tố Bohrium trong bảng tuần hoàn các nguyên tố.

Lý thuyết “Mẫu cấu trúc nguyên tử Bohr” ra đời thực sự là một cuộc cách mạng mới, sâu sắc về nhận thức của loài người về thế giới tự nhiên. Mẫu Bohr ra đời đã có tác động to lớn đến sự hình thành và phát triển của lý thuyết lượng tử với những quy luật quan trọng xảy ra trong thế giới vi mô. Từ mẫu nguyên tử của mình, Niels Bohr, năm 1922, đã xây dựng hoàn chỉnh lý thuyết về hệ tuần hoàn, giải thích trọn vẹn bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học nổi tiếng và được sử dụng vô cùng rộng rãi ngót một thế kỷ nay.

Trong nguyên tử, các electron chỉ chuyển động hay tồn tại trong những trạng thái (hay quỹ đạo) nhất định (gọi là trạng thái dừng) ứng với một năng lượng nhất định, và elecron chỉ có thể nhảy bậc giữa các trạng thái dừng với năng lượng gián đoạn đó. Trước hết, electron có thể nhảy từ trạng thái năng lượng thấp lên trạng thái cao khi được kích thích, chẳng hạn vật thể được nung nóng. Và sau đó, các electron từ trạng thái cao có thể nhảy xuống trạng thái thấp, lúc đó nguyên tử sẽ phát ra năng lượng dưới dạng bức xạ điện từ như ánh sáng. Phổ gián đoạn của bức xạ phát ra trong các thí nghiệm đã chứng minh sự đúng đắn của lý thuyết mẫu nguyên tử của Bohr.

Để giải quyết bế tắc trên, năm 1913, Niels Bohr đưa ra giả thiết táo bạo, rằng trong nguyên tử các electron không chuyển động xung quanh hạt nhân theo những quỹ đạo bất kỳ, cũng có nghĩa là không có thể giảm dần quỹ đạo một cách liên tục. Lý lẽ cho giả thiết này là đối với hệ vi mô như nguyên tử, quan niệm và công thức tính toán cho hệ vĩ mô trong điện động lực cổ điển không còn đúng nữa.

Chính điểm khác biệt trên dẫn đến mẫu Rutherford, vừa ra đời, đã gặp phải bế tắc. Vì theo thuyết điện động lực (cổ điển), do chuyển động tròn quanh hạt nhân và do mang điện nên các electron giảm dần vận tốc hay mất dần năng lượng, điều đó dẫn đến quỹ đạo của chúng nhỏ dần và cuối cùng electron phải rơi vào hạt nhân. Nói cách khác, theo mẫu Rutherford, nguyên tử không thể tồn tại. Trong lúc, vật chất vẫn tồn tại, vũ trụ đang tồn tại hàng chục tỷ năm nay!

Hai cha con, hai giải Nobel – Niels Bohr và Aage Bohr (ảnh tư liệu)

Tập hợp đồ sộ, bao gồm các công trình nghiên cứu được công bố, các cuốn sách có giá trị kinh điển, các bài giảng nổi tiếng về “Phát hiện mối liên kết giữa chuyển động tập thể và chuyển động hạt (các p và n) và sự phát triển lý thuyết cấu trúc hạt nhân nguyên tử dựa vào mối liên kết đó” đã được cộng đồng vật lý thế giới tôn vinh và Aage N. Bohr cùng với Mottelson, Rainwater đã xứng đáng được trao giải Nobel năm 1975 về Vật lý.

Các tác giả Aage Bohr, B. Mottelson và J. Rainwater đã thành công đặc biệt trong việc liên kết giữa chuyển động riêng lẻ của các p hay n với các chuyển động tập thể của toàn bộ hạt nhân để mô tả cấu trúc hạt nhân, cụ thể là các trạng thái năng lượng và các đặc trưng mức của các hạt nhân nằm ngoài vùng magic.

Mẫu mới này công nhận rằng mặt hạt nhân biến dạng như sự biến dạng của một giọt nước, có hình dạng khác với hình cầu, còn các hạt p và n chuyển động trong một trường lực biến dạng, chẳng hạn hình elip tròn xoay. Đồng thời hạt nhân cũng tham gia những chuyển động tập thể khác như dao động co dãn hay xoay tròn toàn bộ hạt nhân.

Từ đầu thập kỷ 50 của thế kỷ trước, một mẫu như vậy được nung nấu hình thành. Bộ ba gồm Aage Bohr, B. Mottelson và J. Rainwater đã phối hợp nhau xây dựng nên một lý thuyết mới tổ hợp từ hai mẫu trên, gọi là mẫu tập thể.

Nhưng còn nhiều tính chất hạt nhân chưa được mẫu nào giải thích, đặc biệt đối với nhóm hạt nhân trong vùng chuyển tiếp, vùng các nguyên tố đất hiếm và các hạt nhân siêu nặng. Vấn đề đặt ra là cần thiết phải có một lý thuyết (mẫu) cấu trúc hạt nhân mới.

Mẫu thứ hai, gọi là mẫu lớp, cho rằng hạt nhân có dạng hình cầu và các p và n chuyển động trong một trường lực tổng hợp hình cầu. Các tính toán dựa trên trường thế đó đã đưa ra những tiên đoán vật lý rất quan trọng phù hợp với các số liệu thực nghiệm thu được với các hạt nhân nhẹ và trung bình. Đặc biệt mẫu lớp này đã tìm được các con số “ma” đối với số hạt n và p trong hạt nhân (những số như 2, 8, 20, 28, 50, 82…) và giải thích những tính chất bền vững của các hạt nhân magic có số p hay n trùng với các số “ma” trên.

Một mẫu, gọi là mẫu giọt chất lỏng xây dựng bởi chính Bohr bố (năm 1936), cho rằng các hạt p và n hút nhau tạo thành một lực tương tự lực phân tử trong một giọt nước. Phát triển mẫu này, những người kế tiếp đã giải thích tốt cơ chế phân hạch hạt nhân được sử dụng trong công nghệ hạt nhân sau này.

Sau Thế chiến II Aage theo cha trở về Đan mạch, hoàn tất việc học tập ở Đại học Copenhagen, nhận học vị Thạc sĩ năm 1946 và Tiến sĩ năm 1954, rồi vừa làm giảng viên ở trường đại học vừa có vị trí nghiên cứu ở Viện Vật lý lý thuyết. Ông lại được viện này cử sang Mỹ, năm 1949, tạo cơ duyên để gặp J. Rainwater và cùng hình thành ý tưởng về một lý thuyết mới mô tả cấu trúc hạt nhân.

Trước khi Aage Bohr vào cuộc, đã tồn tại hai lý thuyết (gọi là mẫu) cấu trúc hạt nhân trái ngược nhau. Mỗi mẫu như vậy đã giải thích thành công một số tính chất hạt nhân cụ thể trong một vùng hạt nhân nhất định.

Cũng cần nói người cha vĩ đại trao đã cho người con thứ tư của mình một gia tài trí thức đồ sộ ít ai có được. Sinh năm 1922 ở thủ đô Copenhagen, Aage Neils Bohr sớm tiếp nhận được nền giáo dục đặc biệt, ngoài học ở trường, còn ở Viện Vật lý lý thuyết của cha mình, ở đây ông được tiếp xúc và chỉ bảo của những tên tuổi hàng đầu vật lý thế giới. Từ năm 1943 lại theo cha sang Mỹ. Tại Mỹ, Aage sát cánh cha tham gia Dự án Manhattan bí mật nghiên cứu chế tạo vũ khí nguyên tử và làm viêc tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos trong tư cách thư ký và trợ lý cho chính Niels Bohr.

Cũng thú vị nữa, hướng khoa học mang lại giải Nobel của Aage Bohr tương tự con đường đi đến giải Nobel của cha mình, đó là nghiên cứu cấu trúc vật chất. Chỉ khác nhau về đối tượng nghiên cứu, Niels Bohr nghiên cứu cấu trúc nguyên tử còn Aage Bohr đi sâu vào cấu trúc bên trong hạt nhân.

Điều trùng hợp ngẫu nhiên, thú vị là cũng năm 1922 này, người con trai của Bohr – Aage Niels Bohr ra đời, để sau đó theo gót chân cha nhận tiếp một giải Nobel Vật lý của năm 1975, đưa vòng nguyệt quế vinh quang thứ hai về cho gia đình Niels Bohr. Aage Bohr và mẫu cấu trúc hạt nhân