Các dạng bài tập Chương 1 Hóa 10 Cấu tạo nguyên tử

Chương 1 Hóa 10 – Cấu tạo nguyên tử là nền tảng quan trọng giúp học sinh hiểu bản chất của nguyên tố hóa học, số hạt, đồng vị và cấu hình electron. Việc luyện tập các dạng bài tập trong chương này không chỉ củng cố lý thuyết mà còn rèn kỹ năng giải nhanh, chính xác cho kỳ thi. Bài viết dưới đây sẽ tổng hợp đầy đủ các dạng bài tập Cấu tạo nguyên tử Hóa 10 từ cơ bản đến nâng cao kèm đáp án chi tiết, giúp bạn tự tin ôn tập và đạt điểm cao.

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

I. THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ

Nguyên tử được cấu tạo nên từ hai phần: lớp vỏ (chứa electron) và hạt nhân (chứa proton và neutron). Nguyên tử trung hòa về điện vì có số hạt proton bằng số hạt electron.

Khối lượng nguyên tử chủ yếu tập trung ở hạt nhân do electron có khối lượng rất nhỏ so với khối lượng của proton và neutron.

Kích thước của hạt nhân nguyên tử rất nhỏ so với kích thước của nguyên tử.

Kích thước của hạt nhân = 10^-5 – 10^-4 kích thước nguyên tử.

II. NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân (cùng số hạt proton)

Số hiệu nguyên tử (Z) = số proton

Số khối (A):

A = Z + N

Kí hiệu nguyên tử cho biết kí hiệu hóa học của nguyên tố (X), số hiệu nguyên tử (Z) và số khối A.

Đồng vị là những nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân (cùng số proton) nhưng có số neutron khác nhau (có thể phát biểu: “Các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học có số neutron khác nhau là đồng vị của nhau”).

Nguyên tố khối trung bình

Trong đó:\(\overline{A}\) là nguyên tử khối trung bình; A1, A2, ..., An là nguyên tử khối của các đồng vị

A, B, C … lần lượt là nguyên tử khối của các đồng vị; a, b, c…lần lượt là số phần trăm số nguyên tử của các đồng vị ( a + b + c + ... = 100%)

Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của một nguyên tử, cho biết khối lượng của một nguyên tử nặng gấp bao nhiêu lần 1 amu.

III. CẤU TRÚC LỚP VỎ ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ

Mô hình nguyên tử

Orbital nguyên tử (AO) là khu vực không gian xung quanh hạt nhân nguyên tử mà xác suất tìm thấy electron trong khu vực đó là lớn nhất (khoảng 90%).

Hình dạng của một số AO:

+ AO hình cầu, còn gọi là AO s;

+ AO hình số tám nổi, còn gọi là AO p (tùy theo vị trí của AO p trên hệ trục tọa độ Đề - các, sẽ gọi là AO p_x, p_y và p_z).

Cấu hình electron của nguyên tử

Các nguyên lý và quy tắc

Biểu diễn cấu hình electron theo ô orbital

Viết cấu hình electron của nguyên tử.

• Biểu diễn mỗi AO bằng một ô vuông, AO cùng phân lớp thì viết liền, khác lớp thì tách nhau. Thứ tự ô orbital từ trái sang phải như cấu hình electron.
• Điền electron vào từng ô orbital theo thứ tự lớp và phân lớp. Mỗi electron = 1 mũi tên.

Ví dụ: Biểu diễn cấu hình electron của nguyên tử O (Z = 8)

Cách viết cấu hình electron

Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử (Z)

Bước 2: Điền các electron vào các phân lớp theo mức năng lượng: 1s2s2p3s3p4s3d4p5s...

Bước 3: (Z >20) Viết cấu hình electron theo thứ tự lớp, phân lớp: 1s2s2p3s3p3d4s 4p5s

Bước 4 (theo ô AO): Biểu diễn cấu hình e theo ô AO tuân theo các nguyên lý và quy tắc.

Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng

Từ cấu hình electron nguyên tử có thể dự đoán dược tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố hóa học.

• Có 1, 2 hoặc 3e lớp ngoài cùng thường là nguyên tử nguyên tố kim loại.
• Có 5, 6 hoặc 7e lớp ngoài cùng thường là nguyên tử nguyên tố phi kim.
• Có 8e lớp ngoài cùng là nguyên tử nguyên tố khí hiếm. (Trừ He có 2e).
• Có 4e lớp ngoài cùng nguyên tố có thể là kim loại hoặc phi kim.

B. CÁC DẠNG BÀI TẬP CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

Dạng 1: TÍNH KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ BÁN KÍNH NGUYÊN TỬ

1. Bài tập ví dụ minh họa

Hướng dẫn trả lời

a) Khối lượng của hạt nhân là

Nguyên tử trung hòa về điện nên số proton bằng số electron nên số electron là 7.

Khối lượng nguyên tử là:

⇒ m_hn ≈ m_nt

b) Khối lượng của vỏ nguyên tử là

m_e = 7.9,109.10^-31 = 6,3763.10^-30 (kg)

⇒ m_{hạt nhân} ≫ m_e (khối lượng hạt nhân lớn hơn rất nhiều so với khối lượng vỏ nguyên tử).

Hướng dẫn trả lời

m_N2 = 2.10³.(1,6748.10^-27 + 7.1,6726.10^-27 + 7.9,1094.10^-31) = 4,6876.10^-23 g

Hướng dẫn giải

r_Zn = 1,35.10^-8 cm ⇒

m_Zn = 65u = 65.1,6605.10^-24 = 107,9325.10^-24 gam ⇒

b) d _thực

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

⇒ d_{hạt nhân Zn} =

Hướng dẫn giải

r_Fe = 1,28 = 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 =

Vì các nguyên tử Fe chỉ chiếm 74% thể tích tinh thể nên d _thực

Hướng dẫn giải

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

⇒ V_{1 nguyên tử Ca} =

Hướng dẫn giải

m_Fe = 55,85 amu = 55,85.1,6605.10^-24 = 9,27.10^-23 gam

⇒ V_Fe(thực) =

⇒ r_Fe = 1,28.10^-8 cm.

m_Au = 196,97 amu = 3,27.10^-22 gam

⇒ V_{Au (thực)} = ⇒ r = 1,45.10^-8 cm

Hướng dẫn giải

r_Al = 0,143 nm = 0,143.10^-7 cm ⇒ V_Al = 1,22.10^-23 cm³

m_Al = 27u = 4,48.10^-23 gam ⇒ d_{Al (thực)} ⁼

2. Câu hỏi tự luyện

Câu 1. Biết nguyên tử Aluminium có 13 proton, 14 neutron và 13 electron và nguyên tử oxygen có 8 proton, 8 neutron và 8 electron. (Cho mp=1,6726.10-27kg, mn= 1,6748.10^-27 kg, m_e = 9,1094.10^-31 kg). Khối lượng tính theo kg của phân tử Al₂O₃ gần nhất với giá trị nào sau đây?

Câu 2. Nguyên tử Ag có khối lượng mol nguyên tử và khối lượng riêng trung bình lần lượt bằng 107,87 g/mol và 10,5 cm³. Biết trong tinh thể, nguyên tử Ag chiếm 74% thể tích, còn lại là khe trống. Hãy xác định bán kính nguyên tử Ag theo đơn vị .

Câu 3. Vàng (Au) là một kim loại quý đã được sử dụng làm chất phản xạ neutron trong vũ khí hạt nhân. Trong đời sống hàng ngày vàng còn được dùng để đúc tiền, đồ trang sức và nhiều bức tranh nghệ thuật, … Giả thiết rằng trong tinh thể vàng các nguyên tử là những hình cầu có bán kính 1,44; khối lượng mol nguyên tử Au là 197g/mol; khối lượng riêng của Au là 19,36 g/cm³. Tính thể tích chiếm bởi các nguyên tử Au trong tinh thể?

Câu 4. Giả thiết trong tinh thể, các nguyên tử iron là những hình cầu chiếm 75% thể tích tinh thể, phần còn lại là các khe rỗng giữa các quả cầu, cho khối lượng nguyên tử của Fe là 55,85 ở 20^oC. Khối lượng riêng của Fe là 7,78 g/cm³.

Câu 5. Giả thiết rằng trong tinh thể sodium các nguyên tử là những hình cầu với không gian trống giữ các nguyên tử là 26%. Biết khối lượng riêng của Sodium bằng 0,97g/cm³ và khối lượng mol của Sodium là 22,99 g/mol. Tính bán kính gần đúng của nguyên tử Sodium.

Dạng 2. BÀI TẬP CÁC LOẠI HẠT TRONG NGUYÊN TỬ

1. Phương pháp giải

2. Câu hỏi bài tập minh họa

Hướng dẫn

Gọi số proton, electron, neutron của M lần lượt là p, e, n.

2p + n = 40

n – p = 1

p = e = 13, n = 14.

Hướng dẫn

a) Tổng số hạt mang điện trong MgO = 2.12 + 2.8 = 40 hạt.

b) Mg: 1s²2s²2p⁶3s², O: 1s²2s²2p⁴

Hướng dẫn

Trong X có 2 nguyên tử M và 1 nguyên tử O.

Nguyên tử O có p_O = 8 và n_O = 8

Tổng số hạt cơ bản trong phân tử X có công thức M₂O là 140 nên

4p_M + 2n_M + 2p_O + n_O = 140 hay 4p_M + 2n_M = 116 (1)

Trong phân tử X có tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44 nên:

(4p_M + 2p_O) – ( 2n_M + n_O) = 44 hay 4p_M – 2n_M = 36 (2)

Từ (1) và (2) có p_M = 19 và n_M = 20.

Vậy M là K (potassium); X là K₂O.

3. Câu hỏi bài tập tự luyện

Bài 1: Nguyên tử A có tổng số hạt là 52, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16. Tính số hạt từng loại.

Bài 2: Nguyên tử B có tổng số hạt là 28. Số hạt không mang điện chiếm 35,7%. Tính số p, n , e.

Bài 3: Nguyên tử Iron có điện tích hạt nhân là 26+. Trong nguyên tử, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22. Hãy xác định số khối của nguyên tử Sắt.

Dạng 3. BÀI TẬP ĐỒNG VỊ - NGUYÊN TỬ KHỐI TRUNG BÌNH

Dạng 4. BÀI TẬP VỀ MÔ HÌNH NGUYÊN TỬ

Dạng 5: BÀI TẬP TỔNG HỢP

C. BỘ CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

..................................................

📥 Để xem đầy đủ nội dung chi tiết của tài liệu vui lòng ấn link TẢI VỀ phía dưới