Top 14 # Xem Nhiều Nhất Tính Năng Lượng Ion Hóa Của Nguyên Tử Hiđrô / 2023 Mới Nhất 12/2022 # Top Like | Comforttinhdauthom.com

Năng Lượng Ion Hóa Là Gì? / 2023

Bạn có thể nghĩ về như một thước đo độ khó của việc loại bỏ điện tử hoặc độ bền mà một điện tử bị liên kết. Năng lượng ion hóa càng cao thì electron càng khó loại bỏ. Do đó, năng lượng ion hóa là chỉ số của phản ứng. Năng lượng ion hóa rất quan trọng vì nó có thể được sử dụng để giúp dự đoán độ bền của các liên kết hóa học.

: Năng lượng ion hóa được tính bằng đơn vị kilojoule trên mol (kJ / mol) hoặc electron vôn (eV).

Xu hướng năng lượng ion hóa trong bảng tuần hoàn

Sự ion hóa, cùng với nguyên tử và , độ âm điện, ái lực của điện tử và tính kim loại, tuân theo một xu hướng trong bảng tuần hoàn các nguyên tố.

Năng lượng ion hóa nói chung tăng khi di chuyển từ trái sang phải trong một chu kỳ nguyên tố (hàng). Điều này là do bán kính nguyên tử nói chung giảm khi chuyển động trong một chu kỳ, do đó có lực hút hiệu dụng lớn hơn giữa các electron mang điện tích âm và hạt nhân mang điện tích dương. Độ ion hóa có giá trị nhỏ nhất đối với kim loại kiềm ở bên trái của bảng và cực đại đối với khí quý ở ngoài cùng bên phải của chu kỳ. Khí quý có vỏ hóa trị lấp đầy nên nó chống lại sự tách electron.

Sự ion hóa giảm dần khi di chuyển từ trên xuống dưới của nhóm nguyên tố (cột). Điều này là do số lượng tử chính của electron lớp ngoài cùng tăng lên khi di chuyển xuống một nhóm. Có nhiều proton hơn trong nguyên tử di chuyển xuống một nhóm (điện tích dương lớn hơn), nhưng tác dụng là kéo các lớp vỏ electron vào, làm cho chúng nhỏ hơn và lọc các electron bên ngoài khỏi lực hấp dẫn của hạt nhân. Nhiều lớp vỏ electron được thêm vào di chuyển xuống một nhóm, do đó electron lớp ngoài cùng càng ngày càng xa hạt nhân.

Năng lượng ion hóa thứ nhất, thứ hai và tiếp theo

Năng lượng ion hóa đầu tiên của hydro có thể được biểu diễn bằng phương trình sau:

Các ngoại lệ đối với Xu hướng Năng lượng Ion hóa

Nếu bạn nhìn vào biểu đồ về năng lượng ion hóa đầu tiên, có thể thấy rõ hai ngoại lệ đối với xu hướng. Năng lượng ion hóa đầu tiên của boron nhỏ hơn beri và năng lượng ion hóa đầu tiên của oxy nhỏ hơn nitơ.

Năng lượng ion hóa là năng lượng tối thiểu cần thiết để loại bỏ một điện tử khỏi nguyên tử hoặc ion trong pha khí.

Đơn vị phổ biến nhất của năng lượng ion hóa là kilojoules trên mol (kJ / M) hoặc electron vôn (eV).

Năng lượng ion hóa thể hiện tính tuần hoàn trong bảng tuần hoàn.

Xu hướng chung là năng lượng ion hóa tăng lên khi di chuyển từ trái sang phải trong một chu kỳ nguyên tố. Chuyển động từ trái sang phải trong một chu kỳ, bán kính nguyên tử giảm, do đó các electron bị hút vào hạt nhân (gần hơn) nhiều hơn.

Xu hướng chung là năng lượng ion hóa giảm dần khi di chuyển từ trên xuống dưới theo nhóm của bảng tuần hoàn. Di chuyển xuống một nhóm, một vỏ hóa trị được thêm vào. Các êlectron ngoài cùng ở xa hạt nhân mang điện dương hơn nên dễ bứt ra hơn.

Tính Năng Lượng Của Các Phôtôn Bị Nguyên Tử Hấp Thụ / 2023

Theo mẫu nguyên tử Bo, khi electron của tử Hidro ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử được xác định bởi công thức E =-13,6/n2 ev (n=1,2,3, …). Nếu một đám nguyên tử hidro hấp thụ được photon có năng lượng 2,55 eV thì có thể phát ra bức xạ có bước sóng lớn nhất và nhỏ nhất lần lượt là lamda 1 và lamda2 . Ti số lamda 1 và 2 là

Vạch thứ nhất và thứ hai trong dãy Laiman của quang phổ hydrô ứng với các bước sóng λ 1 = 0,1220μm và λ 2 = 0,1028μm. Cho hằng số Plăng h = 6,625,10-34 J.s; vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s. Năng lượng của phôtôn ứng với mạch phổ H α cỡ

Ai biết giúp mình với

Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản, electron chuyển động trên quĩ đạo K với tốc độ góc là (omega). Khi chiếu bức xạ thích hợp vào đám nguyên tử này thì electron nhảy lên quĩ đạo M. Tốc độ góc của electron trên quĩ đạo M là

Giúp em với ạ

Theo mẫu nguyên tử Bo, năng lượng ứng với các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được tính theo biểu thức (E_n=frac{-13,6}{n^2}eV(n=1,2,3,…)). Giả sử có một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản thì được chiếu bằng chùm bức xạ mà các phôtôn có năng lượng tương ứng là 0,85eV; 3,4eV; 10,2eV; 12,75eV . Các phôtôn bị đám nguyên tử trên hấp thụ có năng lượng bằng ??

Xin giúp đỡ ạ !!

Mức năng lượng của nguyên tử hiđrô có biểu thức (E_{n}=-frac{13,6}{n^{2}})(eV); với n = 1, 2, 3… Kích thích cho nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng E m lên trạng trái dừng E n bằng phôtôn có năng lượng bằng 2,865 eV, thấy bán kính quỹ đạo dừng tăng lên 6,25 lần. Bước sóng nhỏ nhất mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra sau đó là

Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản. Khi chiếu bức xạ có tần số f 1 vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa 3 bức xạ, . Khi chiếu bức xạ có tần số f 2 vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa 10 bức xạ. Biết năng lượng ứng với các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được tính theo biểu thức (E_n=-frac{E_o}{n^2}) ( E 0 là hằng số dương, n= 1, 2, 3…). Tỉ số (frac{f_1}{f_2}) là bao nhiêu ??

Xin chào mn ạ, cho em hỏi bài tap này lam sao đây ạ !!!

Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức (E_n = – frac{13,6}{n^2}) (với n = 1, 2, 3,…). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 về quỹ đạo dừng n = 1 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ 1. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = 5 về quỹ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ 2. Mối liên hệ giữa hai bước sóng λ 1 và λ 2 là

Em cầu cứu bài này cả nhà ơi, em nản quá nản rồi, huhu

Khi electron ở các quỹ đạo bên ngoài chuyển về quỹ đạo k, các nguyên tử Hiđro phát ra các photon mang năng lượng từ 10,2eV đến 13,6eV. Lấy h=6,625.10 -34J.s, c=3.10 8m/s, e=1,6.10 -19 C. Khi các electron ở các quỹ đạo bên ngoài chuyển về quỹ đạo L, các nguyên từ phát ra các photon có bước sóng lớn nhất ứng với bước sóng

Em chào anh/chị.

Anh/chị có thể hướng dẫn giúp em bài này được không ạ.

Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K của êlectron trong nguyên tử hiđrô là r0. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L thì bán kính quỹ đạo giảm bớt

Giúp em làm bài này với ạ, em quên cách làm rồi . 🙁 🙁

Trong mẫu nguyên tử Bo, giá trị nào sau đây bằng bán kính quĩ đạo dừng?

A. r = 2,12.10-10 m

B. r = 2,2.10-10 m

C. r = 6,3.10-10 m

D. r = 4,3.10-10 m

Cảm ơn Ad và mọi người nhiều ạ

Chương 1: Nguyên Tử, Phân Tử, Và Ion / 2023

Theo quy ước, luôn có vị ngọt và vị đắng, có cái nóng và cái lạnh, và cũng theo quy ước, có trật tự. Sự thật thì có nguyên tử và chỗ trống.

Đê-mô-crit (400 tCN)

Các khái niệm cơ bản

Cấu trúc nguyên tử. Proton, neutron, và electron. Đơn vị khối lượng nguyên tử, số nguyên tử, và số khối. Các nguyên tố cùng kí hiệu nguyên tử.

    Đồng vị. Khối lượng nguyên tử và Khối lương nguyên tử trung bình trong tự nhiên. Năng lượng liên kết.

      Phân tử. Liên kết cộng hóa trị, cấu trúc phân tử, và khối lượng phân tử.

        Lực giữa các phân tử. Lực hấp dẫn Van der Waals. Lực hấp dẫn phân cực, độ âm điện, và liên kết hydro.

          Phân tử và mol. Số Avogadro.

            Ion. Ion hóa, cation, và anion. Quá trình oxy hóa và khử. Ion đơn và phức. Số liên kết. Các điểm tan và điểm sôi của các muối. Ion trong dung dịch. Hydrat hóa.

            Hóa học là ngành học về những động thái của vật chất. Nếu nhìn ra xung quanh, ta thấy dường như vật chất là liên tục, hoặc là một mảnh kim loại trơn nhẵn, một miếng gỗ hoặc đá sần sùi, một cốc nước lỏng, và một quả bóng bay chứa đầy khí. Nhưng xét đến cùng, vật chất là không liên tục; nó được hình thành từ từng nguyên tử với các dạng và thuộc tính khác nhau. Các triết gia Hy Lạp đã xét đến ý tưởng này nhưng không nghiên cứu gì thêm, và cứ để nguyên như vậy sau hơn 2000 năm, đến tận khi một giáo viên phổ thông ở Manchester, có tên là John Dalton, đưa ta khởi hành trên con đường dẫn tới hóa học hiên đại. Chương đầu tiên của cuốn Những nguyên lý hóa học này đề cập đến bản chất của những nguyên tử: Chúng là gì? Từng nguyên tử khác nhau thế nào? Và bản thân chúng có được cấu thành từ những hạt nhỏ hơn không? Phần còn lại của khóa học này sẽ dành cho việc giải đáp những hệ quả quan trọng của mệnh đề tưởng chừng đơn giản sau: “Vật chất được hợp thành từ những nguyên tử.”

            1-1 Cấu trúc của nguyên tử

            Một nguyên tử chứa hạt nhân mang điện dương, vây quanh bởi một hoặc nhiều hạt mạng điện âm gọi là electron. Lượng điện dương thì cân bằng với luowjgn điện âm, vì vậy tổng điện tích của nguyên tử bằng không; ta nói nó trung hòa về điện. Phần lớn khối lượng của nguyên tử tập trung ở hạt nhân; khối lượng của electron chỉ bằng 1/1836 của khối lượng hạt nhân nhẹ nhất, là hạt nhân nguyên tử hydro. Mặc dù hạt nhân là nặng, nhưng nó có kích thước rất nhỏ so với kích thước của toàn bộ nguyên tử. Bán kính của nguyên tử điển hình vào khoảng từ 1 đến 2.5 angstrom (Å), còn bán kính của hạt nhân vào khoảng 10-5 Å. Nếu một nguyên tử được phóng to lên kích cỡ Trái đất, thì hạt nhân của nó chỉ có đường kính 60 m và dễ dàng dạt trong một sân bóng nhỏ.

            Bảng 1-1. Các hạt cơ bản của vật chất

            Hạt Điện tích Khối lượng (amu)

            Proton +1 1.00728

            Neutron 0 1.00867

            Electron -1 0.000549

            Hạt nhân của nguyên tử chứa các proton và neutron (nơ-tron). Proton và neutron có khối lượng xấp xỉ nhau, nhưng khác nhau về điện tích. Neutron không mang điện, còn proton mang một lượng điện dương đủ để cân bằng lượng điện âm của các electron, xem Hình 1-1. Bảng 1-1 liệt kê điện lượng của ba loại hạt cơ bản này, đồng thời cho thấy khối lượng của chúng tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử. Đơn vị KLNT (atomic mass unit, hay amu [ở Việt Nam còn gọi là đơn vị các-bon, đvC]) được định nghĩa đúng bằng 1 phần 12 khối lượng của một nguyên tử carbon có chứa 6 proton và 6 neutron trong hạt nhân. Với thang đo này thì mỗi proton và neutron đều có khối lượng gần sát bằng, nhưng không đúng bằng, 1 amu. Có 6. 023 × 1023 amu trong 1 gam (g). Con số này được gọi là số Avogradro và được kí hiệu bởi chữ N.

            Hình 1-1. Một nguyên tử có cấu tạo gồm một hạt nhân nhỏ, mang điện dương vây quanh bởi một đám mây electron mang điện âm để cân bằng lại. Hạt nhân này gồm các proton, mỗi proton mang điện dương, và neutron không mang điện. Nguyên tử đơn giản nhất là nguyên tử của hydro; nó chỉ là một proton đơn lẻ kèm theo một electron (hình bên trái). Nguyên tử của kim loại liti (lithium) thì phức tạp hơn một chút: bốn neutron, và ba proton mang điện dương ở trong hạt nhân, cùng với ba electron để cân bằng lượng điện này nằm ở một đám mây phía ngoài hạt nhân.

            Số các proton trong hạt nhân một nguyên tử được gọi là số nguyên tử, Z. Nó đúng bằng số electron xung quanh hạt nhân, bởi nguyên tử trung hòa về điện. Số khối của nguyên tử là một số nguyên bằng với tổng số các hạt nặng: proton và neutron. Khi hai nguyên tử tiến sát nhau, đủ gần để kết hợp hóa học—tức là hình thành liên kết hóa học với nhau—thì mỗi nguyên tử sẽ “thấy được” chủ yếu là những electron ngoài cùng của nguyên tử kia. Vì vậy những electron lớp ngoài cùng là nhân tố quan trọng nhất đối với động thái hóa học của nguyên tử. Neutron trong hạt nhân ít có ảnh hưởng đến ứng xử hóa học, còn các proton chỉ có ý nghĩa vì chúng quyết định xem có bao nhiêu electron xung quanh hạt nhân trong một nguyên tử trung hòa. Tất cả những nguyên tử có cùng số nguyên tử sẽ ứng xử gần như nhau về mặt hóa học và được phân loại vào cùng một nguyên tố hóa học. Mỗi nguyên tố có tên riêng và một kí hiệu gồm một hoặc hai chữ cái (thường suy ra từ tên Tiếng Anh hoặc Tiếng Latin của nguyên tố đó). Chẳng hạn, kí hiệu của carbon là C, và của can-xi là Ca. Kí hiệu của Natri là Na—hai chữ cái đầu tiên của tên tiếng Latin (và tiếng Đức), natrium—để phân biệt nó với nitơ, N, và lưu huỳnh, S. Ở mặt sau cuốn sách này có một danh sách các nguyên tố cùng với kí hiệu của chúng.

            Ví dụ 1

            Kí hiệu nguyên tử cho brôm là gì, và số nguyên tử của nó là bao nhiêu? Tại sao ta không tđặt kí hiệu cho brôm là chữ cái đầu tiên của tên gọi nó? Còn nguyên tố nào khác chiếm mất kí hiệu B rồi? (Hãy xem bảng ở cuối sách.)

            Lời giải. Số nguyên tử của brôm là 35, và kí hiệu của nó là Br; B là kí hiệu dành cho bo.

            1-2 Đồng vị

            Mặc dù tất cả nguyên tử của cùng một nguyên tố đều có số proton như nhau, song các nguyên tử này có thể khác nhau về số neutron (Bảng 1-2). Những nguyên tử khác nhau của cùng một nguyên tố được gọi là đồng vị. Bốn đồng vị của heli (He) được chỉ ra trên Hình 1-2. Tất cả nguyên tử của clo (Cl) đều có 17 proton, nhưng có những đồng vị clo chứa từ 15 đến 23 neutron. Chỉ có hai dạng đồng vị của clo tồn tại nhiều trong tự nhiên, đó là đồng vị với 18 neutron (chiếm 75,53% tất cả số nguyên tử clo tìm thấy trong tự nhiên), và với 20 neutron (24,47%). Để viết kí hiệu cho đồng vị, bạn hãy đặt số nguyên tử làm chỉ số dưới và số khối (số proton cộng với neutron) làm chỉ số trên về phía bên trái kí hiệu nguyên tử. Các kí hiệu của hai đồng vị clo có trong tự nhiên sẽ là 1735Cl và 1735Cl. Nói một cách chặt chẽ thì không cần phải viết chỉ số dưới, vì tất cả những nguyên tử clo đều có 17 proton. Vì vậy các kí hiệu đồng vị thường được viết mà không có chỉ số dưới: 35Cl và 17Cl. Khi nói đến các đồng vị, ta dùng những thuật ngữ như clo-35 và clo-37. Để nguyên tử tồn tại bền vững, thông thường nó sẽ cần phải có số neutron nhiều hơn proton một ít. Hạt nhân nguyên tử nào có quá nhiều hạt cơ bản cùng một loại sẽ không bền, và bị phá vỡ theo hình thức phóng xạ; điều này sẽ được đề cập đến ở Chương 22.

            Bảng 1-2. So sánh những nguyên tử và ion điển hình

            Số electron Số proton Số neutron Số ng.tử Khối lượng ng.tử (amu) (đơn vị electron)

            Nguyên tử hydro,

            11

            H hay H 1 1 0 1 1.008 0

            Nguyên tử đơ-te-ri,

            12

            H hay D 1 1 1 1 2.014 0

            Nguyên tử tri-ti,

            13

            H hay T 1 1 2 1 3.016 0

            Ion hydro, H+ 0 1 0 1 1.007 +1

            Nguyên tử heli,

            24

            He 2 2 2 2 4.003 0

            Hạt nhân heli,

            hay hạt alpha,

            He2+ hay

            α

            0 2 2 2 4.002 +2

            Nguyên tử li-ti,

            37

            Li 3 3 4 3 7.016 0

            Nguyên tử carbon,

            612

            C 6 6 6 6 12.000 0

            Nguyên tử oxy,

            816

            O 8 8 8 8 15.995 0

            Nguyên tử clo,

            1735

            Cl 17 17 18 17 34.969 0

            Nguyên tử clo,

            1737

            Cl 17 17 20 17 36.966 0

            Hỗn hợp clo

            tồn tại tự nhiên 17 17 18 hc 20 17 35.453 0

            Nguyên tử urani,

            92234

            U 92 92 142 92 234.04 0

            Nguyên tử urani,

            92235

            U 92 92 143 92 235.04 0

            Nguyên tử urani,

            92238

            U 92 92 146 92 238.05 0

            Hỗn hợp urani

            tồn tại tự nhiên 92 92 tùy 92 238.03 0

            (Sẽ bổ sung hình sau)

            Hình 1-2. Bốn đồng vị của heli (He). Tất cả nguyên tử heli đều có hai proton (vì vậy cũng có hai electron), nhưng số neutron có thể thay đổi. Đa số nguyên tử heli trong tự nhiên có hai neutron (heli-4), và một số ít, chưa đến 1 phần triệu các nguyên tử heli có một neutron (heli-3). Các đồng vị khác của heli, heli-5, heli-6, và heli-8 (ở đây không vẽ ra) đều không bền và chỉ quan sát được rất ngắn trong quá trình phản ứng hạt nhân (xem Chương 22). Kích thước của hạt nhân ở đây được vẽ phóng đại nhiều lần. Nếu hạt nhân nguyên tử được vẽ to thế này, thì nguyên tử sẽ có bán kính một nửa km.

            Ví dụ 2

            Có bao nhiêu proton, neutron, và electron trong một nguyên tử urani 238? Hãy viết kí hiệu kiểu đồng vị này.

            Lời giải. Số nguyên tử của urani (xem bìa sau) là 92, và số khối của đồng vị này được cho bằng 238. Như vậy nguyên tử có 92 proton, 92 electron, và 238 – 92 = 146 neutron. Kí hiệu của nó là 92238U (hay 238U).

            Tổng khối lượng của nguyên tử được gọi là khối lượng nguyên tử, và nó gần bằng nhưng không đúng bằng tổng khối lượng của tất cả proton, neutron và electron hợp thành. Khi các proton, neutron, và electron hợp lại để tạo thành nguyên tử, một phần khối lượng của nó được chuyển thành năng lượng và mất đi. (Đây là nguồn năng lượng của các phản ứng hạt nhân.) Vì hạt nhân không thể bị phá hủy thành các hạt cơ bản, trừ khi năng lượng của phần khối lượng hụt đi được bù đắp từ bên ngoài, nên năng lượng này được gọi là năng lượng liên kết của hạt nhân.

            Ví dụ 3

            Hãy tính khối lượng bị mất đi khi một nguyên tử carbon-12 được hình thành từ các proton, nơ-tron và electron.

            Lời giải. Vì số nguyên tử của mỗi nguyên tử carbon là 6, nên carbon-12 có 6 proton và do đó có 6 electron. Để tìm số nơ-tron, ta đem trừ số khối đi số proton: 12 – 6 = 6 nơ-tron. Ta có thể dùng dữ liệu trên Bảng 1-1 để tính khối lượng tổng cộng của các hạt cơ bản này:

            Proton: 6 x 1,00728 amu = 6,04368 amu Nơ-tron: 6 x 1,00867 amu = 6,05202 amu Electron: 6 x 0,00055 amu = 0,00330 amu — Khối lượng tổng cộng các hạt: 12,09900 amu

            Nhưng theo định nghĩa về thang đo đơn vị khối lượng nguyên tử thì khối lượng của một nguyên tử carbon-12 bằng đúng 12 amu. Do vậy có 0,009900 amu đã biến mất trong quá trình hình thành nguyên tử từ những hạt cơ bản.

            Ví dụ 4

            Hãy tính khối lượng nguyên tử dự kiến của một đồng vị clo có 20 nơ-tron. So sánh con số này với khối lượng nguyên tử thực tế của đồng vị đã cho trong Bảng 1-2.

            Lời giải. Đồng vị clo có 17 proton và 20 neutron.

            Proton: 17 x 1,00728 amu = 17,1238 amu

            Nơ-tron: 20 x 1,00867 amu = 20,1734 amu

            Electron: 37 x 0,00055 amu = 0,0094 amu

            Khối lượng tổng cộng các hạt: 37,0036 amu

            Khối lượng nguyên tử thực tế quan sát: 36,966 amu

            Khối lượng hao hụt: 0,341 amu

            Mỗi đồng vị của một nguyên tố được đặc trưng bởi một số nguyên tử (tổng số porton), một số khối (tổng số proton và neutron), cùng một khối lượng nguyên tử (tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử, amu). Vì khối lượng mất đi trong quá trình hình thành nguyên tử là nhỏ, nên số khối thường bằng khối lượng nguyên tử làm tròn đến số nguyên gần nhất. (Chẳng hạn, khối lượng nguyên tử của clo-37 là 36,966 và được làm tròn thành 37.) Nếu có một vài đồng vị của một nguyên tử trong tự nhiên, thì dĩ nhiên khối lượng nguyên tử được quan sát thực nghiệm (khối lượng nguyên tử tự nhiên) sẽ là trung bình trọng số của các khối lượng từng đồng vị. Giá trị trung bình này được lấy trọng số dựa theo phần trăm độ sẵn có của các đồng vị. Clo tồn tại trong thiên nhiên với 75,53% clo-35 (34,97 amu) và 24,47% clo-37 (36,97 amu), nên trung bình trọng số của các khối lượng đồng vị là:

            (0,7553  ×  34,97 amu) + (0,2447  ×  36,97 amu) = 35,46 amu.

            Các khối lượng nguyên tử ghi ở bìa sau cuốn sách này đều được tính trung bình trọng số của các đồng vị tồn tại trong tự nhiên, và từ nay trở đi ta sẽ dùng những con số này—trừ khi ta xét riêng một đồng vị. Tất cả những đồng vị của một nguyên tố đều đa phần là có biểu hiện hóa học như nhau. Biểu hiện của chúng sẽ khác đi đối với các thuộc tính nhạy về khối lượng như tốc độ khuếch tán, mà sau này sẽ được đề cập đến trong sách.

            Ví dụ 5

            Ma-giê (Mg) có ba đồng vị tự nhiên đáng kể: 78,70% của toàn bộ các nguyên tử ma-giê có khối lượng nguyên tử 23,985 amu, 10,13% có khối lượng nguyên tử 24,986 amu, và 11,17% có khối lượng nguyên tử 25,983 amu. Có bao nhiêu proton và neutron tồn tại trong từng loại đồng vị kể trên? Cách viết kí hiệu mỗi đồng vị đó như thế nào? Cuối cùng, khối lượng nguyên tử trung bình bằng bao nhiêu?

            Lời giải. Tất cả đồng vị của ma-giê đều có 12 proton. Đồng vị với khối lượng nguyên tử bằng 23,985 amu thì có số khối là 24 (số proton và neutron), vì vậy 24 – 12 proton cho ta 12 neutron. Kí hiệu của đồng vị này là 24Mg. Tương tự, đồng vị với khối lượng nguyên tử bằng 24,986 amu thì có số khối bằng 25, và có 13 neutron, kí hiệu là 25Mg. Đồng vị thứ ba (25,983 amu) có số khối bằng 26, 14 neutron, và kí hiệu là 26Mg. Ta có thể tính khối lượng nguyên tử trung bình như sau:

            (0,7870  ×  23,985) + (0,1013  ×  24,986) + (0,1117  ×  25,983) = 24,31 amu

            Ví dụ 6

            Bo có hai đồng vị tốn tại trong tự nhiên, 10B và 11B. Ta biết rằng 80,22% các nguyên tử của nó là 11B, với khối lượng nguyên tử 11,009 amu. Từ khối lượng nguyên tử tự nhiên cho bởi bảng ở bìa cuối sách, hãy tính khối lượng nguyên tử của đồng vị 10B.

            Lời giải Nếu như 80,22% của toàn bộ nguyên tử bo là 11B, thì 100,00 – 80,22 hay 19,78% là đồng vị chưa biết. Ta có thể dùng kí hiệu W để chỉ khối lượng nguyên tử chưa biết cần tính:

            (0,8022  ×  11,009) + (0,1978  ×  W) = 10,81 amu (khối lượng nguyên tử tự nhiên)

            tính ra W  = 10,01 amu

            1-3 Phân tử

            Sự hình thành nên những nguyên tử từ các hạt cơ bản, có thể thú vị đối với các nhà vật lý, vẫn còn lâu mới đến được giai đoạn tận cùng của tổ chức vật chất. Như ta đã đề cập đến từ trước, khi các nguyên tử tiến sát nhau đến mức các electron ngoài cùng của một nguyên tử có thể tương tác với những nguyên tử khác, thì lực hấp dẫn sẽ xuất hiện giữa các nguyên tử; lực này đủ mạnh để giữ chúng lại với nhau theo cái gọi là liên kết hóa học. Trong những trường hợp đơn giản nhất, liên kết xuất hiện từ việc chia sẻ chung hai electron giữa một cặp nguyên tử; mỗi nguyên tử trong liên kết góp một electron. Các liên kết dựa trên việc chia sẻ electron được gọi là liên kết cộng hóa trị, và hai hoặc nhiều nguyên tử gắn liền thành một khối nhờ liên kết cộng hóa trị thì được gọi là phân tử. Một trong những thắng lợi chính của lý thuyết cơ học lượng tử trong hóa học (xem Chương 7), đó là khả năng dùng nó dự đoán những dạng nguyên tử nào sẽ liên kết được với nhau, và những cấu trúc ba chiều cùng các khẳ năng phản ứng của phân tử được tạo thành. (Một phần đáng kể của cuốn sách này, các Chương 7–9 và 11–13, được dành riêng cho các lý thuyết liên kết hóa học.)

            Trong các sơ đồ phân tử, một liên kết cộng hóa trị, chung electron, được biểu diễn bởi một gạch thẳng nối hai nguyên tử liên kết. Trong phân tử nước, một nguyên tử oxy (O) được liên kết với hai nguyên tử hydro (H). Sơ đồ của phân tử này có thể được vẽ theo hai cách:

            H — O — H hoặc 

            Cách thứ hai có kể đến thực tế rằng một phân tử nước không “thẳng” (tuyến tính); hai mối liên kết H — O lập thành một góc 105o với nhau.

            Các nguyên tử khí hydro, hydro sunfua, a-mô-ni, mê-tan, và mê-tyl an-col (methanol) có các cấu trúc liên kết như sau:

            Hình 1-3: Hình dạng và kích cỡ tương đối của một số phân tử đơn giản. Hai nguyên tử liên kết với nhau được vẽ đan xen vì các đám mây electron của chúng giao cắt nhau. Theo quy ước, một liên kết vẽ hình đầu tù để chỉ liên kết hướng ra ngoài trang giấy, và nguyên tử gắn ở đầu tù gần phía người đọc hơn; và đường đứt nét thì biểu diễn cho liên kết hướng vào phía trong trang giấy.

            Những sơ đồ này chỉ cho thấy liên kết giữa các nguyên tử trong các phân tử. Chúng không cho thấy dạng hình học ba chiều của phân tử. Hình 1-3 biểu diễn các dạng hình học và độ lớn tương đối của một số phân tử. Lưu ý rằng góc liên kết trong phân tử có nhiều hơn hai nguyên tử thì có thể thay đổi. Góc trong phân tử nước bằng 105o, còn góc trong phân tử hydro sunfua là 92o; bốn nguyên tử liên kết với nguyên tử carbon trung tâm trong các phân tử mê-tan và mê-tyl an-col đều hướng về bốn góc của một hình tứ diện. Cấu trúc liên kết trong phân tử octan mạch thẳng, một trong các thành phần của xăng dầu, là

            Mỗi sơ đồ cấu tạo như trên có thể được viết gọn lại thành một công thức phân tử, trong đó cho biết có bao nhiêu nguyên tử của từng loại nguyên tố chứa trong phân tử song không cho biết gì, hoặc rất ít thông tin về cách mà những phân tử này liên kết với nhau. Công thức phân tử của hydro là H2; của nước là H2O; của hydro sunfua là H2S; amonia là NH3; mê-tan là CH4; mê-tyl an-col là CH3OH hay CH4O; và octan, C8H18. Công thức của octan cũng có thể viết thành:

            CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3

            Tổng khối lượng nguyên tử của tất cả những nguyên tử trong phân tử là khối lượng phân tử của nó. Bằng cách tra khối lượng nguyên tử ở bìa sau cuốn sách ta có thể tính khối lượng phân tử. Khối lượng phân tử của hydro, H2, là:

            2  ×  1,0080 amu = 2,0160 amu

            Một phân tử nước, H2O, có hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy, do đó

            (2  ×  1,0080 amu) + (15,9994 amu) = 18,0154 amu

            Ví dụ 7

            Hãy tính khối lượng phân tử của mê-tyl an-col.

            Lời giải. Công thức phân tử là CH3OH hay CH4O. Vì vậy:

            1 carbon: 1  ×  12,011 amu = 12,011 amu

            4 hydro: 4  ×  1,008 amu = 4,032 amu

            1 oxy: 1  ×  15,999 amu = 15,999 amu

            ————-

            Tổng khối lượng nguyên tử: 32,04 amu

            Ở Ví dụ 7, ta nhận thấy rằng khối lượng nguyên tử tự nhiên của carbon không phải là 12,000 amu mà là 12,011 amu, vì carbon tồn tại dưới dạng hỗn hợp gồm 98,89% carbon-12 và 1,11% carbon-13, cùng với một lượng rất nhỏ carbon-14.

            Ví dụ 8

            Khối lượng phân tử của octan tinh khiết là bao nhiêu?

            Vì công thức phân tử của octan là C8H18, nên khối lượng phân tử là

            (8  ×  12,011) + (18  ×  1,008) = 114,23 amu

            1-4 Lực tương tác giữa các phân tử

            Dù lực hấp dẫn mạnh nhất đối với nguyên tử đến từ những nguyên tử khác khiến chúng liên kết lại thành một nguyên tử, thì hai nguyên tử với nhau cũng tác dụng lực nhỏ, nhưng đáng kể. Các phân tử đều hơi “dính”. Những lực này, gây ra bởi dao động nhấ thời trong sự phân bố electron quanh nguyên tử, được biết với tên gọi lực hấp dẫn van der Waals (đặt theo tên nhà vật lý học người Hà Lan, Johannes van der Waals). Chúng giải thích cho sựu tồn tại của những trạng thái (hoặc pha) của vật chất ở những nhiệt độ khác nhau: trạng thái rắn, lỏng, và khí. Nhiệt độ chỉ là một thang đo năng lượng nhiệt hoặc động năng thuộc về một nhóm các phân tử. Ở nhiệt độ thấp, các phân tử có ít động năng. Lực hấp dẫn van der Waals giữ chúng lại với nhau theo một mạng tinh thể trật tự, dày đặc (Hình 1-4c). Đây là trạng thái rắn. Nếu có thêm năng lượng cung cấp cho mạng tinh thể này khiến nhiệt độ tăng, thì các phân tử sẽ dao động quanh vị trị trung bình hoặc vị trí cân bằng trong tinh thể. Nếu cấp đủ năng lượng sẽ khiến cho cấu trúc trật tự của tinh thể bị phá vỡ, và những phân tử sẽ được tự do trượt quan nhau dù rằng giữa chúng vẫn có mối tiếp xúc (Hình 1-4b). Đây là trạng thái lỏng, và nhiệt độ chuyển tiếp giữa rắn và lỏng được gọi là điểm tan, Tm. Chất lỏng vẫn được giữ lại cùng nhau bởi lực hấp dẫn van der Waals, dù rằng các phân tử đã có quá nhiều động năng để không bị khóa chặt trong một mạng cố định nữa. Nếu tiếp thêm năng lượng cho chất lỏng, thì các phân tử sẽ chuyển động nhanh đủ để bứt khỏi lực hấp dẫn van der Waals, hoàn toàn tách rời nhau, và chuyển động theo các quỹ đạo khác nhau trong không gian (Hình 1-4a). Đây là pha khí, và nhiệt độ chuyển tiếp giữa lỏng và khí được gọi là điểm sôi, Tb. Sự thay đổi về pha được xét đến kĩ hơn trong Chương 17.

            Hình 1-4. Ba trạng thái của vật chất. (a) Ở trạng thái khí, các nguyên tử riêng rẽ chuyển động tự do trong không gian, va chạm và nảy lại. Một chất khí tự điều chỉnh theo hình dạng của bình chứa nó và dễ dàng dãn nở ra hoặc bị nén lại. (b) Các phân tử trong chất lỏng có tiếp xúc nhau, nhưng tự do trượt qua lại. Một chất lỏng cũng tự thích nghi được với hình dạng của bình chứa, nhưng nó có thể tích tương đối cố định. (c) Trong một chất rắn tinh thể, các phân tử được xếp vào một mạng có trậ tự, khiến cho chất rắn có cả thể tích lẫn hình dạng cố định. Cần thực hiện công mới phá vỡ, hoặc làm biến dạng tinh thể. Hình vẽ chỉnh lại từ nguồn: R.E. Dickerson và I. Geis. Chemistry, Matter, and the Universe, The Benjamin/Cummings Publishing Co., Menlo Park, Calif., 1976.

            Các điểm tan và điểm sôi của một số phân tử đơn giản được so sánh với nhau trong Bảng 1-3. Nhìn chung, các phân tử lớn thường có điểm tan và điểm sôi cao hơn, vì chúng có diện tích bề mặt lớn hơn cho lực hấp dẫn van der Waals. Bởi vậy tại áp suất 1 atm, H2 sôi ở –164,0oC, nhưng C8H18 phải được đun đến +125,7oC trước khi các phân tử tách rời khỏi nhau và chuyển sang thể hơi.

            Bảng 1-3. Các điểm tan và điểm sôi của phân tử một số chất đơn giản

            Chất Công thức p.tử Tm(oC) Tb(oC)

            Khí

            Hydro H2 –259,1 –252,5

            Oxy O2 –218,4 –183,0

            Mê-tan CH4 –182,5 –164,0

            Hydro sunfua H2S –85,5 –60,7

            Clo Cl2 –101,0 –34,6

            Amoni NH3 –77,7 –33,4

            Lỏng

            Brom Br2 –7,2 +58,8

            methanol CH3OH –93,9 +65,0

            Nước H2O 0 +100

            n-octan C8H18 –56,8 +125,7

            Rắn

            I-ốt I2 +113,5 +184,4

            Xac-ca-roz (đường mía) C12H22O11 +185 phân hủy

            Một dạng khác của lực giữa các phân tử cũng có ảnh hưởng đến các điểm tan và điểm sôi: đó là độ phân cực của phân tử. Nếu hai nguyên tử được nối với nhau bởi một liên kết cộng hóa trị với cặp electron chung mà không có cùng lực hấp dẫn đối với các electron, thì cặp electron này sẽ dịch chuyển về phía nguyên tử có khả năng hút electron mạnh hơn. Điều này sẽ khiến cho nguyên tử đó có một lượng điện tích âm hơi vượt quá (và được biểu diễn bởi δ −  thay vì chỉ mỗi dấu âm, để khỏi nhầm với điện tích của cả một electron), và sẽ gây ra một điện tích hơi dương (δ + ) ở nguyên tử mà thua kém việc hút electron. Vì năng lực hút electron (độ âm điện) của oxy mạnh hơn so với hydro, nên nguyên tử oxy trong phân tử nước hoặc mê-tyl an-col sẽ hơi âm, và các nguyên tử hydro sẽ hơi dương (Hình 1-5). Một phân tử như vậy được gọi là phân cực vì nó biểu hiện giống như một lưỡng cực điện rất nhỏ; nghĩa là, phần điện âm của oxy sẽ hút các điện tích dương khác ở gần đó, và phần điện tích dương của mỗi hydro sẽ hút các điện tích âm khác. Đây cũng là một lực hấp dẫn khác giữa các phân tử, ngoài lực hấp dẫn van der Waals. Nhờ các lực này liên kết những phân tử của nó, nên methanol tan và sôi ở những nhiệt độ cao hơn nhiều so với mê-tan, dù chúng có kích thước phân tử tương đồng nhau. Methanol là một chất lỏng tại nhiệt độ trong phòng, còn mê-tan là chất khí. Trong môi trường nước, các lực hấp dẫtn giữa hydro và oxy của những phân tử khác nhau mạnh đến nỗi chúng được đặt tên gọi riêng là liên kết hydro. Liên kết hydro đặc biệt quan trọng trong protein và những phân tử khổng lồ khác của sinh vật. Nếu không có độ phân cực và liên kết hydro thì nước sẽ tan và bốc hơn tại nhiệt độ thấp hơn cả H2S (Bảng 1-3). Nếu vậy, ở nhiệt độ phòng nước đã là “chất khí” chứ không phải chất lỏng thường gặp nhất trên Trái đất.

            Hình 1-5. Liên kết O—H ở nước và methanol (mê-tyl an-col) có tính phân cực vì nguyên tử oxy có khả năng hút cặp electron mạnh hơn và kéo điện tích âm về phía nó, khiến nguyên tử hydro có một phần điện tích dương. Tính phân cực này rất quan trọng đối với tương tác giữa các phân tử.

            1-5 Phân tử và mol

            Đến giờ ta mới chỉ nói về các nguyên tử hoặc phân tử riêng lẻ, và về khối lượng đo bằng đơn vị khối lượng nguyên tử. Nhưng việc thao tác với từng phân tử là quá khó thực hiện trong phòng thí nghiệm, và các nhà hóa học đo nguyên liệu theo gam chứ không phải đơn vị khối lượng nguyên tử. Để phóng đại từ cấp độ nguyên tử lên cấp độ phòng thí nghiệm, ta dùng đến một đơn vị gọi là mol. Mỗi mol hóa chất bằng số phân tử của chất đó tương đương với số nguyên tử carbon-12 có trong đúng 12 g carbon-12. Điều này đồng nghĩa với 1 mol của chất bất kì có khối lượng tính theo gam, bằng con số khối lượng phân tử của chất đó tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử. Quan trọng nhất là, theo định nghĩa này, 1 mol của bất kì chất nào cũng chứa cùng số phân tử. Nhà hóa học có thể đếm số nguyên tử và phân tử trong phòng thí nghiệm bằng cách đơn giản là cân chúng.

            Từ mol không chỉ dùng được cho phân tử mà còn cho nguyên tử; trên thực tế, ngoài một mol phân tử nước, ta cũng nói một mol nguyên tử heli. Thuật ngữ gam-nguyên tử áp dụng cho mol nguyên tử đến nay đã không còn được dùng mấy.

            Ví dụ 9

            Một mol mỗi chất sau đây có khối lượng bao nhiêu gam: H2, H2O, CH3OH, octan (C8H18), và khí neon (N2)?

            Lời giải. Khối lượng phân tử (tính theo amu) của đa số các chất này đã được cho trong những ví dụ trước đây, và khối lượng nguyên tử của neon được ghi ở bảng trên bìa sau cuốn sách. Như vậy mỗi mol hóa chất có khối lượng lần lượt bằng:

            H2     2,0160 g    C8H18   114,23 g

            H2O   18,0154 g    Ne    20,179 g

            CH3OH   32,04 g

            Vì những khối lượng tìm được ở Ví dụ 9 cho ta giá trị đúng của khối lượng tương đối những phân tử được đem cân, nên mỗi lượng hóa chất này sẽ có cùng số phân tử. Đây là điều khiến cho khái niệm mol trở nên hữu ích. Thậm chí chẳng quan trọng khi biết số đó bằng bao nhiêu, dù ta biết rằng nó là 6,022  ×  1023, và được gọi là số Avogadro, N. Đi từ phân tử lên mol đồng nghĩa với việc phóng đại lên 6,022  ×  1023 lần. Số Avogadro cũng là hệ số chuyển đổi giữa khối lượng nguyên tử và đơn vị khối lượng, gam: 1 g = 6,022  ×  1023 amu. Nếu ta hình dung khối lượng phân tử là khối lượng của một mol hóa chát, thì đơn vị của khối lượng nguyên tử là g/mol; nếu ta hình dung nó như khối lượng thực của một phân tử thì con số vẫn không đổi nhưng đơn vị lại là amu/phân tử. Cả hai cách nghĩ đều đúng.

            Ví dụ 10

            Có bao nhiêu nguyên tử trong 0,070 g vàng?

            Lời giải. Khối lượng nguyên tử của vàng (Au) là 196,9665 g mol-1. Trong 0,0700 g Au có = 3,55  ×  10-4 mol

            Do vậy, có 3,55  ×  10-4 mol  ×  6,02  ×  1023 ng.tử mol-1 = 2,14  ×  1020 nguyên tử Au.

            Ví dụ 11

            Có bao nhiêu phân tử có trong 0,10 g khí hydro? Bao nhiêu nguyên tử?

            Lời giải. Khí hydro gồm những phân tử H2. Khối lượng phân tử của H2 là 2,016 g mol-1. Trong 0,10 g H2 có: = 5,0  ×  10-2 mol

            Như vậy, có 5,0  ×  10-2 mol  ×  6,022  ×  1023 ph.tử mol-1 = 3,0  ×  1022 phân tử H2. Vì mỗi phân tử H2 gồm hai nguyên tử H, nên có 2 ng.tử mol-1  ×  3,0  ×  1022 phân tử = 6,0  ×  1022 nguyên tử H.

            Số các nguyên tử H cũng có thể được tính đơn giản bằng cách tìm số mol nguyên tử H rồi đem nhân với số Avogadro:  ×  6,022  ×  1023 ng.tử [mol (ng.tử H)]-1 = 6,0  ×  1022 ng.tử H.

            Ví dụ 12

            Một phân tử H2 phả ứng với một phân tử Cl2 để hình thành hai phân tử khí hydro clorua, HCl. Cần khối lượng khí clo bằng bao nhiêu để phản ứng hết với 1 kg khí hydro?

            Lời giải. Các khối lượng phân tử của H2 và Cl2 lần lượt là 2,016 g mol-1 và 70,906 g mol-1. Vì vậy 1000 g khí H2 có chứa:

            496,0 mol phân tử H2

            Không cần biết có bao nhiêu phân tử trong một mol, ta vẫn chắc chắn rằng 496,0 mol Cl2 sẽ chứa cùng số phân tử như 496,0 mol hay 1000 g H2. Có bao nhiêu g Cl2 trong 496,0 mol? Vì khối lượng phân tử của Cl2 là 70,906 g mol-1 nên,

            496,0 mol  ×  70,906 g mol-1 = 35170 g Cl2

            Vì 1 kg = 1000 g, nên 35170 g bằng 35.17 kg. Nếu 1,00 kg H2 được cho phản ứng với 35,17 kg Cl2 thì phản ứng sẽ xảy ra hoàn toàn và không còn chất tham gia phản ứng thừa lại.

            Ví dụ 13

            Bao nhiêu phân tử H2 và Cl2 có mặt trong thí nghiệm ở Ví dụ 12?

            Trong 496,0 mol bất kì chất nòa, sẽ có 496,0 mol  ×  6,022  ×  1023 ph.tử mol-1, nghĩa là bằng 2,987  ×  1026 phân tử.

            1-6 Ion

            Na  →  Na+ + e- và ½Cl2 + e-  →  Cl-

            Ta viết ½Cl2 vì khí clo tự do tồn tại dưới dạng phân tử lưỡng nguyên tử (gồm hai nguyên tử), chứ không phải dạng nguyên tử clo độc lập. natri clorua rắn (Hình 1-6) có các ion natri và clo gắn chặt thành một mạng lưới ba chiều theo cách mà từng ion Na+ được bao bọc bốn phía xung quanh và cả trên lẫn dưới bởi các ion âm Cl–, và tương tự, mỗi ion Cl– được bao quanh bởi sáu ion Na+ gần nhất. Đây là một cách bố trí các điện tích âm và dương đặc biệt bền vững.

            Hình 1-6. Muối ăn (natri clorua, NaCl) được hình thành từ các ion natri, Na+ (hình cầu nhỏ), và ion clo, Cl– (hình cầu lớn, tô màu) xếp chặt với nhau. Từng ion của một loại điện tích được bao quanh bởi sáu ion thuộc điện tích khác loại ở bốn hướng ngang và hai hướng trên dưới. Đây là một cách bố trí các điện tích đặc biệt bền vững, và hiện hữu ở nhiều loại muối khác nhau. Nguồn: Dickerson và Geis. Chemistry, Matter, and the Universe, The Benjamin/Cummings Publishing Co., Menlo Park, Ca., ©1976.

            Nhìn chung, các kim loại thường dễ dàng mất từ một đến ba ion để trở thành ion mang điện dương, hay cation:

            Li  →  Li+ + e–    ion li-ti

            Na  →  Na+ + e–    ion natri

            K  →  K+ + e– ion kali

            Mg  →  Mg2+ + 2e– ion ma-giê

            Ca  →  Ca2+ + 2e– ion can-xi

            Al  →  Al3+ + 3e– ion nhôm

            Ngược lại, một số phi kim nhận lấy electron để trở thành các ion mang điện âm, hay anion:

            ½F2 + e–  →  F–   ion flo

            ½Cl2 + e–  →  Cl–   ion clo

            ½O2 + 2e–  →  2O2-   ion o-xit

            S + 2e–  →  S2-    ion flo

            Các thuật ngữ ion dương và âm bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp: cata- (“phóng đi”), như ở từ catapult, một loại máy bắn đá, và ana- (“trở lại”), vốn mô tả sự mất đi hoặc thu về electron.

            Các ion đơn giản khác hình thành từ những nguyên tử đơn lẻ được liệt kê trong Bảng 1-4. Điện tích của một ion đơn nguyên tử đơn giản như Al3+ hay S2- là trạng thái oxy hóa hay số oxy hóa của ion đó. Đây là số các electron cần được bổ sung để khử (hoặc cần bớt đi để oxy hóa) ion thành chất trung hòa:

            Khử: Al3+ + 3e–  →  Al

            Oxy hóa: S2-  →  S + 2e–

            Việc kéo các electron về hướng xa nguyên tử hoặc lấy mất electron được gọi là oxy hóa. Việc thêm electron cho nguyên tử hoặc đẩy chúng dịch về phía nguyên tử được gọi là khử.

            Bảng 1-4 Một số ion đơn giản của các nguyên tố

            Ví dụ 14

Cấu Tạo Của Hạt Nhân Nguyên Tử. Đơn Vị Khối Lượng Nguyên Tử / 2023

1. Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử

Thí nghiệm của Rơdơpho đã chứng tỏ rằng nguyên tử tuy rất nhỏ (đường kính cỡ) nhưng có cấu tạo phức tạp bao gồm một hạt ở giữa, gọi là hạt nhân, xung quanh có các electrôn. Đường kính của hạt nhân nhỏ hơn hàng chục vạn lần so với nguyên tử, và chỉ bằng

Hạt nhân cũng lại có cấu tạo riêng. Các hiện tượng phóng xạ và các phản ứng hạt nhân đã chứng tỏ rằng hạt nhân được cấu tạo từ hạt nhỏ hơn gọi là nuclôn. Có hai loại nuclôn: prôtôn, kí hiệu mang một điện tích nguyên tố dương và nơtrôn, kí hiệu , không mang điện.

Nếu một nguyên tố có số thứ tự trong bảng tuần hoàn Menđêlêep ( gọi là nguyên tử số) thì nguyên tử của nó có êlectrôn ở vỏ ngoài, và hạt nhân nguyên tử ấy chứa prôtôn và nơtrôn(*). Vỏ êlectrôn có điện tích , hạt nhân có điện tích nên cả nguyên tử bình thường là trung hoà về điện. Tổng số gọi là khối lượng số hoặc số khối.

Một nguyên tử hoặc hạt nhân của nó được kí hiệu bằng cách ghi bên cạnh kí hiệu hoá học nguyên tử số (ở phía dưới) và số khối (ở phía trên)

2. Lực hạt nhân

Các prôtôn trong hạt nhân mang điện dương nên đẩy nhau. Nhưng hạt nhân vẫn bền vững vì các nuclôn (kể cả prôtôn lẫn nơtrôn) được liên kết với nhau bởi các lự hút mạnh gọi là lực hạt nhân. Lực hạt nhân là loại lực mạnh nhất trong các lực đã biết, nhưng chỉ tác dụng khi khoảng cách giữa hai nuclôn bằng hoặc nhỏ hơn kích thước của hạt nhân, nghĩa là lực hạt nhân có bán kính tác dụng khoảng .

3. Đồng vị

Các nguyên tử thuộc loại phổ biến trong thiên nhiên. Có những nguyên tử cũng là hiđrô vì cũng có , nhưng hạt nhân của nó lại có 1 hoặc 2 nơtrôn.

Các nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số protôn nhưng có số nơtrôn khác nhau (và do đó có số khối khác nhau) gọi là đồng vị (có cùng vị trí trong bảng tuần hoàn).

Hiđrô có 3 đồng vị: hiđrô thường (), hiđrô nặng hay đơtêri ( hoặc ), hiđrô siêu nặng hay triti ( hoặc ).

Đơtêri kết hợp với oxi thành nước nặng là nguyên liệu của công nghệ nguyên tử.

Hầu hết các nguyên tố đều là hỗn hợp của nhiều đồng vị.

Ví dụ: Cacbon có 4 đồng vị với số nơtrôn từ 5 đến 8 ( từ 11 đến 14) trong đó 2 đồng vị và là bền vững. Đồng vị chiếm 99% của cacbon thiên nhiên.

Thiếc () là hỗn hợp của 10 đồng vị với số khối từ 112 tới 122, với tỉ lệ từ 0,4% đến 33%.

4. Đơn vị khối lượng nguyên tử

Trong vật lí nguyên tử và hạt nhân người ta thường dùng một đơn vị khối lượng riêng gọi là đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là , bằng 1/12 khối lượng của đồng vị phổ biến của nguyên tử cacbon . Vì vậy khi đơn vị này còn gọi là đơn vị cacbon.

Đồng vị có 12 nuclôn nên khối lượng của nuclôn xấp xỉ bằng .

Khối lượng chính xác của prôtôn là , của nơtrôn là .

So sánh với khối lượng của electrôn , ta thấy rằng khối lượng của nguyên tử chủ yếu tập trung ở hạt nhân. Vật chất hạt nhân có khối lượng riêng cực kì lớn, cỡ trăm triệu tấn trên cm3.

Số Avogađrô là số nguyên tử trong 12 gam

Vậy

Một nguyên tử có số khối thì khối lượng xấp xỉ bằng tính theo đơn vị , vì hạt nhân của nó chứa nuclôn. Mol là đơn vị lượng vật chất trong hệ SI (tên cũ là nguyên tử gam hoặc phân tử gam). Một mol của một chất nào đó là lượng gồm phân tử chất ấy, hoặc nguyên tử, đối với chất đơn nguyên tử.

Bảng nguyên tử lượng trong các sách tra cứu ghi khối lượng các nguyên tử theo đơn vị nhưng có tính đến tỉ lệ các đồng vị trong thiên nhiên.

Thí dụ, chứ không phải vì trong cacbon thiên nhiên có 1% đồng vị nặng hơn .

Chẳng hạn tra bảng ta thấy, 1 mol hêli chứa nguyên tử và có khối lượng .

Nhưng. Vậy , nghĩa là khối lượng 1 mol chất đơn nguyên tử tính ra gam có trị số như trong bảng nguyên tử lượng.

Cho đến nay đã tìm thấy bao nhiêu loại hạt Quark

Xem khối lượng của proton và nơtron xấp xỉ bằng nhau , bất đẳng thức nào sau đây là đúng ?

Từ định nghĩa đơn vị khối lượng nguyên tử u suy ra khối lượng của hạt nhân :

Phát biểu nào sau đây là sai?

Hạt photon không có ….. nhưng vẫn có ……

Xem khối lượng của p rôto n và nơtron xấp xỉ bằng nhau, bất đẳng thức nào sau đây là đúng?

Trong các mẫu quặng U thường có lẫn với . Chu kì bán rã của là năm. Tính tuổi của quặng trong trường hợp tỉ lệ khối lượng tìm thấy là 1g Pb có 5g U.

Bán kính tác dụng của lực hạt nhân vào khoảng :

Chu kỳ bán rả của Pôlôni là 140ngày đêm .Lúc đầu có 42mg pôlôni .Khi phóng xạ hạt hạt nhân tạo thành chì .Khối lượng chì tạo thành sau 3 chu kỳ bán rả là bao nhiêu

Cấu tạo của hạt nhân con nguyên tử của một nguyên tố bất kì bao gồm những hạt nào sau đây :