Nguyên tử là một trong những hạt có thành phần cấu tạo phức tạp, gồm hạt nhân và lớp vở electron, trong đó : hạt nhân gồm các hạt protron và notron.Vỏ nguyên tử gồm các electron chuyển động trong không gian xung quanh hạt nhân, các nhà khoa học đã xác định được cấu tạo,kích thước và khối lượng các hạt tạo nên nguyên tử.Nguyên tử của các nguyên tố khác nhau có cấu tạo,kích thước và khối lượng khác nhau.
Thành phần Cấu tạo nên nguyên tử :
Từ những kết quả thực nghiệm, người ta chứng minh được xác định thành phần nguyên tử gồm có hạt nhân và lớp vỏ electron.
1. Lớp vỏ electron
Lớp vỏ electron gồm các hạt electron mang điện tích âm (-) chuyển động trong không gian xung quanh hạt nhân. Electron kí hiệu là e.
Khối lượng: me = 9,1094.10-31 kg
Điện tích: qe = -1,602.10-19 C (culông)
Điện tích của electron được kí hiệu là – eo và quy ước bằng 1-.
2. Hạt nhân nguyên tử
Hạt nhân nguyên tử gồm các hạt proton mang điện tích dương (+) và notron không mang điện. Hạt proton kí hiệu là p, hạt notron kí hiệu là n.
Khối lượng proton: mp = 1,6726.10-27 (kg)
Điện tích của proton: qp = + 1,602.10-19 C (culông)
Khối lượng notron: mn = 1,6748.10-27 (kg)
Điện tích của notron: qn = 0
Như vậy, thành phần cấu tạo nguyên tử gồm:
– Hạt nhân nguyên tử nằm ở tâm của nguyên tử gồm các hạt proton và notron.
– Vỏ nguyên tử gồm các electron chuyển động xung quanh hạt nhân.
Khối lượng và kích thước của các hạt cấu tạo nên nguyên tử
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
• Khối lượng nguyên tử:
m nguyên tử = ∑mp + ∑mn +∑me
– Vì khối lượng của e không đáng kể nên:
m nguyên tử = ∑mp + ∑mn = m hạt nhân
2. Kích thước của nguyên tử
– Để biểu thị kích thước nguyên tử, người ta dùng đơn vị nanomet (viết tắt là nm) hay angstrom (kí hiệu là ).
1nm = 10-9m; 1 = 10-10m; 1nm =10.
– 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 = 10-5nm.
⇒ Kích thước của hạt nhân nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước của nguyên tử: Nguyên tử có cấu tạo rỗng.
các dạng bài tập liên quan :
Bài 1 :
Tìm tỉ số về khối lượng của electron sơ với proton và nơtron.
Giải:
Tỉ số về khối lượng của electron sơ với proton:
(9,1095.10-31)/(1,6726.10-27) = 1/1836
Tỉ số về khối lượng của electron sơ với nơtron:
(9,1095.10-31)/(1,6748.10-27) = 1/1839
Bài 2 :
Nguyên tử kẽm có bán kính r = 1,35.10-1 nm và có khối lượng nguyên tử là 65 u.
a) Tính khối lượng riêng của nguyên tử kẽm.
b) Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử kẽm 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.r3
Giải:
a) Ta có: rZn = 1,35.10-1 nm = 0,135.10-7 cm
1 u = 1,6605.10-27 kg = 1,6605.10-24 g
=> mZn = 65 x 1,6605.10-24 g = 107,9.10-24 g
=> V nguyên tử Zn = 4/3.π.r3 = 4/3.π. (0,135.10-7)3 = 10,3.10-24 cm
=> D nguyên tử Zn = m/V = 107,9.10-24/107,9.10-24 = 10,48 g/cm3
b) Ta có r hạt nhân Zn= 2.10-6 nm = 2.10-13 cm
m hạt nhân Zn = 107,9.10-24 g
=> V hạt nhân Zn = 4/3.π.(2.10-13)3 = 33,49.10-39 cm3
=> D hạt nhân nguyên tử Zn = m/V = 107,9.10-24/33,49.10-39 = 3,22.1015 g/cm3
Vậy trên đây chúng ta đã đi tìm hiểu được thế nào là khối lượng nguyên tử, cấu tạo, kích thước và khối lượng của chúng.Hi vọng sẽ giúp ích được các bạn học sinh giải được những bài toán khó liên quan đến khối lượng nguyên tử.
Xem thêm : Nguyên tử khối là gì?bảng nguyên tử khối và mẹo học nhanh
Bảo toàn khối lượng là gì?công thức và cách tính hóa lớp 9,12
Định nghĩa tỉ số lượng giác của góc nhọn, công thức và phương pháp giải