Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 - Chương 1: Nguyên tử - Những điều cần biết

Giới thiệu

Chào bạn! Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các kiến thức cơ bản về Nguyên tử trong môn Hóa học lớp 10. Điều này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về thành phần cấu tạo và các đặc điểm của Nguyên tử. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết nhé!

I. Thành phần cấu tạo của nguyên tử

Khi nghiên cứu về Nguyên tử, chúng ta sẽ cần quan tâm đến các thành phần cấu tạo của nó. Vậy, Nguyên tử được cấu tạo như thế nào?

• Hạt nhân: Là trung tâm của nguyên tử, bao gồm các hạt proton (+) và neutron. Hạt proton và hạt neutron cùng nằm trong hạt nhân.

  Xem thêm:

  • Năng Lực Tư Duy: Khám Phá Và Đánh Giá

• Vỏ nguyên tử: Là vùng bên ngoài hạt nhân, bao gồm các electron (-) chuyển động xung quanh hạt nhân.

Về các thành phần này, chúng ta cần xem xét loại và số lượng của chúng.

• Electron: Có khối lượng rất nhỏ (me = 9,1094.10-31 kg) và mang điện tích âm. Quy ước kí hiệu: e.

• Proton: Là thành phần cấu tạo của hạt nhân, có khối lượng (m = 1,6726.10-27 kg) và mang điện tích dương (q = +1,602.10-19 C). Kí hiệu của hạt proton là p.

• Nơtron: Cũng là thành phần cấu tạo của hạt nhân, không mang điện và có khối lượng gần bằng khối lượng proton. Kí hiệu của hạt nơtron là n.

II. Kích thước và khối lượng của nguyên tử

Khi nghiên cứu về kích thước và khối lượng của Nguyên tử, chúng ta sẽ nhận thấy rằng Nguyên tử có kích thước rất nhỏ và khối lượng rất nhẹ. Vậy, chúng có những đặc điểm gì?

1. Kích thước: Nguyên tử các nguyên tố có kích thước vô cùng nhỏ và khác nhau. Trong đơn vị biểu diễn, chúng ta sử dụng A (angstron) hay nm (nanomet) để đo kích thước. 1nm = 10-9 m = 10A.

2. Khối lượng: Khối lượng nguyên tử rất nhỏ bé, vì vậy chúng ta sử dụng đơn vị "khối lượng nguyên tử" (u) để biểu diễn. 1u bằng 1/12 khối lượng của nguyên tử đồng vị cacbon-12.

III. Hạt nhân nguyên tử

Hạt nhân nguyên tử cũng là một yếu tố quan trọng khi nghiên cứu về Nguyên tử. Chúng ta cần tìm hiểu về điện tích và số khối của hạt nhân.

1. Điện tích hạt nhân: Hạt nhân nguyên tử có sự hiện diện của proton (+), vì vậy điện tích của hạt nhân bằng số proton (Z+). Trong một nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân bằng số proton và số electron.

Ví dụ: Nguyên tử Na có Z = 11+ → Nguyên tử Na có 11 proton và 11 electron.

2. Số khối: Số khối của hạt nhân là tổng số proton và neutron của hạt nhân đó. Kí hiệu là A = Z + N.

Ví dụ: Hạt nhân nguyên tử O có 8 proton và 8 neutron → A = 8 + 8 = 16.

IV. Nguyên tố hóa học

Nguyên tố hóa học là các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân. Chúng ta có thể xác định nguyên tố dựa trên điện tích hạt nhân (Z).

Ví dụ: Nguyên tử có Z = 8 đều thuộc nguyên tố oxi, chúng đều có 8 proton và 8 electron.

Các thuộc tính khác của nguyên tố hóa học bao gồm số hiệu nguyên tử (số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố) và kí hiệu nguyên tử (biểu thị nguyên tử bằng kí hiệu hợp lệ).

Ví dụ: Nguyên tử của nguyên tố natri có 11 proton, 11 electron và 12 neutron. Vậy ký hiệu nguyên tử của natri là _{11}^{23}Na.

V. Đồng vị

Đồng vị là các nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số neutron, vì vậy số khối của chúng cũng khác nhau. Điều này có nghĩa là các nguyên tử có khối lượng khác nhau.

Ví dụ: Nguyên tử oxi có 3 đồng vị với số khối lần lượt là 16, 17 và 18.

Các đồng vị có tính chất hóa học giống nhau, vì số proton và electron của chúng không thay đổi.

VI. Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình của các nguyên tố hóa học

1. Nguyên tử khối: Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó so với một đơn vị khối lượng nguyên tử. Thông thường, nguyên tử khối được coi như bằng số khối (khi không cần độ chính xác).

2. Nguyên tử khối trung bình: Trong tự nhiên, hầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị (có số khối khác nhau), tức là chúng có nhiều nguyên tử khối. Vì vậy, nguyên tử khối của nguyên tố là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị đó.

VII. Cấu hình electron nguyên tử

1. Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử: Các electron trong nguyên tử chuyển động nhanh chóng trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử, tạo nên vỏ nguyên tử. Số electron bằng số proton (số p = số e).

2. Lớp electron và phân lớp electron:

• Lớp electron: Các electron chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao và xếp thành từng lớp. Các electron trong cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau.

• Phân lớp electron: Các electron trong cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau. Phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái thường (s, p, d, f). Số phân lớp bằng số thứ tự của lớp.

Ví dụ: Lớp thứ nhất (lớp K) có 1 phân lớp (s), lớp thứ hai (lớp L) có 2 phân lớp (s, p),...

• Obitan nguyên tử: Là khu vực không gian xung quanh hạt nhân với xác suất có mặt electron là lớn nhất (90%). Trên một orbitan chỉ chứa tối đa 2 electron. Electron trong một orbitan được gọi là electron ghép đôi, trong khi orbitan không chứa electron được gọi là orbitan trống.

3. Số electron tối đa trong một phân lớp, một lớp:

• Số electron tối đa trong một phân lớp: Phân lớp s (s2), phân lớp p (p6), phân lớp d (d10), phân lớp f (f14).

• Số electron tối đa trong một lớp: Lớp K (2), lớp L (8), lớp M (18), lớp N (32).

VIII. Đặc điểm của lớp ngoài cùng

Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp ngoài cùng có tối đa là 8 electron. Các electron ở lớp ngoài cùng quyết định tính chất hoá học của nguyên tố đó.

• Nguyên tử khí hiếm có 8 electron ở lớp ngoài cùng (ns2np6) hoặc 2 electron lớp ngoài cùng (nguyên tử He ns2) không tham gia vào phản ứng hoá học.

• Nguyên tử kim loại thường có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng.

• Những nguyên tử phi kim thường có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng.

• Những nguyên tử có 4 electron ở lớp ngoài cùng có thể là kim loại hoặc phi kim.

Câu hỏi bài tập

1. Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố A (Z = 20), B (Z = 36), X (Z = 4) và Y (Z = 16). Xác định vị trí nguyên tố, chu kì, electron lớp ngoài cùng và số lớp electron. Nguyên tố nào là kim loại, phi kim hoặc khí hiếm?

2. Cho biết cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng của các nguyên tử X, Y, Z, T lần lượt là 3p1, 3d5, 4p3, 5s2, 4p64s1. a. Viết cấu hình electron của mỗi nguyên tử X, Y, Z, T. b. Viết sự phân bố electron trên mỗi lớp.

3. Xác định cấu tạo hạt (số electron, số proton, số nơtron) và viết kí hiệu nguyên tử của các nguyên tố sau: a. Tổng số hạt cơ bản là 115, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 25 hạt. b. Tổng số hạt cơ bản là 49, số hạt không mang điện bằng 53,125% số hạt mang điện. c. Tổng số hạt cơ bản là 52, số hạt không mang điện gấp 1,06 lần số hạt mang điện âm.

4. Tổng số hạt (p, n, e) trong nguyên tử của một nguyên tố là 34. Xác định nguyên tử khối và viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tử đó. Biết nguyên tử đó là nguyên tử kim loại.

5. Tính nguyên tử khối trung bình của Mg có 3 đồng vị: 24Mg (78,99%), 25Mg (10%), 26Mg (11,01%). Giả sử một hỗn hợp có 50 nguyên tử 25Mg, hãy xác định số nguyên tử tương ứng của 2 đồng vị còn lại.

6. Tổng số hạt (p, n, e) trong phân tử hợp chất MX2 là 96. Trong hạt nhân nguyên tử của M cũng như của X đều có số proton bằng số nơtron. Tổng số proton trong nguyên tử M và X là 26. Tìm hợp chất đã cho.

Đó là những điểm cơ bản về Nguyên tử trong môn Hóa học lớp 10. Hy vọng rằng thông qua bài viết này, bạn đã có cái nhìn tổng quan và hiểu sâu hơn về chủ đề này. Chúc bạn học tốt và thành công trong việc nắm vững kiến thức này!