FANDOM


Thành phần nguyên tử là bài đầu tiên trong chương trình Hóa học lớp 10.

Mục tiêuSửa đổi

  • Nguyên tử có kích thước, khối lượng và thành phần cấu tạo như thế nào?
  • Kích thước, khối lượng và điện tích của các hạt tạo thành nguyên tử là bao nhiêu?

I - THÀNH PHẦN CẤU TẠO CỦA NGUYÊN TỬSửa đổi

1. ElectronSửa đổi

a) Sự tìm ra electronSửa đổi

Thanh phan nguyen tu - su tim ra electron

Sơ đồ thí nghiệm của Tôm-xơn phát hiện ra tia âm cực

Năm 1897, J.J. Thomson, nhà bác học Anh, khi nghiên cứu hiện tượng phóng điện trong khí loãng đã phát hiện ra tia âm cực, mà bản chất là chùm các hạt nhỏ bé mang điện tích âm, gọi là các electron. Thomson cho phóng điện với thế hiệu 15000 vôn qua hai điện cực gắn vào đầu của một ống kín đã rút gần hết không khí (áp suất chỉ còn 0,001 mmHg) thì thấy màn huỳnh quang trong ống thuỷ tinh phát sáng. Màn huỳnh quang phát sáng do sự xuất hiện các tia không nhìn thấy được đi từ cực âm sang cực dương. Tia này được gọi là tia âm cực, tia âm cực bị lệch về phía cực dương khi đặt ống thuỷ tinh trong một điện trường. Tia âm cực là chùm hạt mang điện tích âm và mỗi hạt đều có khối lượng được gọi là các electron và kí hiệu là e.

b) Khối lượng và điện tích của electronSửa đổi

Bằng thực nghiệm, người ta đã xác định được khối lượng và điện tích electron. Khối lượng : me=9,1094.10−31kg Điện tích : qe=−1,602.10−19C (cu- lông) Người ta chưa phát hiện được điện tích nào nhỏ hơn 1,602.10−19C nên nó được dùng làm điện tích đơn vị, điện tích của electron được quy ước là 1−.

2. Sự tìm ra hạt nhân nguyên tửSửa đổi

Thanh phan nguyen tu - su tim ra hat nhan nguyen tu

Mô hình thí nghiệm khám phá ra hạt nhân nguyên tử

Năm 1911, Rơ-dơ-pho (E.Rutherford) và các cộng sự đã cho các hạt α bắn phá một lá vàng mỏng và dùng màn huỳnh quang đặt sau lá vàng để theo dõi đường đi của hạt α. Kết quả thí nghiệm cho thấy

hầu hết các hạt α đều xuyên thẳng qua lá vàng, nhưng có một số ít hạt đi lệch hướng ban đầu và một số rất ít hạt bị lật lại phía sau khi gặp lá vàng.

Điều này chỉ có thể được giải thích là nguyên tử có cấu tạo rỗng, các electron chuyển động tạo ra vỏ electron bao quanh một hạt mang điện tích dương có kích thước rất nhỏ so với kích thước của nguyên tử, nằm ở tâm của nguyên tử. Đó là hạt nhân của nguyên tử.

3. Cấu tạo của hạt nhân nguyên tửSửa đổi

=a) Sự tìm ra protonSửa đổi

Năm 1918, Rơ-dơ-pho khi đã bắn hạt nhân nguyên tử nitơ bằng hạt α đã quan sát được sự xuất hiện hạt nhân nguyên tử oxi và một loại hạt có khối lượng 1,6726.10−27kg, mang một đơn vị điện tích dương (e0 hay 1+). Hạt này là một thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử được gọi là proton, được kí hiệu bằng chữ p.

b) Sự tìm ra nơtronSửa đổi

Năm 1932, (Chat-uých) (cộng tác viên của Rơ-dơ-pho) dùng hạt α bắn phá hạt nhân nguyên tử beri đã quan sát được sự xuất hiện một loại hạt mới có khối lượng xấp xỉ khối lượng của proton, nhưng không mang điện, được gọi là nơtron, được kí hiệu bằng chữ n.

Như vậy, hạt nhân nguyên tử của mọi nguyên tố đều có các hạt proton và nơtron.

c) Cấu tạo của hạt nhân nguyên tửSửa đổi

Sau các thí nghiệm trên, người ta đi đến kết luận:

hạt nhân nguyên tử được tạo thành bởi các proton và nơtron. Vì nơtron không mang điện, số proton trong hạt nhân phải bằng số đơn vị điện tích dương của hạt nhân và bằng số electron quay xung quanh hạt nhân.

II - KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG CỦA NGUYÊN TỬSửa đổi

Ngày nay, các nhà khoa học cũng đã xác định được kích thước và khối lượng các hạt tạo nên nguyên tử.

Nguyên tử của các nguyên tố khác nhau có kích thước và khối lượng khác nhau.

1. Kích thướcSửa đổi

Nếu hình dung nguyên tử như một quả cầu trong đó có các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân, thì nguyên tử đó có đường kính khỏang 10−10m. Để biểu thị kích thước nguyên tử, người ta dùng đơn vị nanomet (viết tắt là nm) hay angstrom (kí hiệu Å).

1nm = 10−9m; 1Å = 10−10m; 1nm = 10Å.

a) Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử hiđrô có bán kính khoảng 0,053nm.

b) Đường kính của hạt nhân nguyên tử còn nhỏ hơn, vào khoảng 10−5nm. Như vậy, đường kính của nguyên tử lớn hơn đường kính của hạt nhân khoảng 10000 lần (10−1nm/10−5nm = 104).

Nếu hình dung hạt nhân là quả cầu có đường kính 10cm thì nguyên tử là quả cầu có đường kính 1000m = 1km.

c) Đường kính của electron và của proton còn nhỏ hơn nhiều (khoảng 10−8nm). Electron chuyển động xung quanh hạt nhân trong không gian rỗng của nguyên tử.

2. Khối lượngSửa đổi

Ta khó tưởng tượng được 1g của bất kì chất nào cũng chứa tới hàng tỉ tỉ nguyên tử.

Thí dụ : 1g cacbon có tới 5.1022 (50000.109.10.9) nguyên tử cacbon (tức là năm mươi nghìn tỉ tỉ nguyên tử cacbon).

Vì vậy, để biểu thị khối lượng của nguyên tử, phân tử và các hạt proton, nơtron, electron người ta dùng đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u, u còn được gọi là đvC. 1u bằng 1/12 khối lượng của một nguyên tử đồng vị cacbon-12.

Nguyên tử này có khối lượng là 19,9265.10−27 kg.

1 u = 19,9265.10−27kg/12 = 1,6605.10−27 kg/

Khối lượng của 1 nguyên tử hiđro là 1,6738.10−27 kg ≈ 1u.

Khối lượng của 1 nguyên tử cacbon là 19,9265.10−27 kg ≈ 12u.

Bảng. Khối lượng và điện tích của các hạt tạo nên nguyên tử

Bang khoi luong va dien tich cua cac hat tao nen nguyen tu