THUYẾT ELECTRON Show
ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH
1. Cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. - Nguyên tử cấu tạo gồm một hạt nhân mang điện dương nằm ở trung tâm và các êlectron mang điện âm chuyển động xung quanh. Hạt nhân có cấu tạo gồm hai loại hạt là notron không mang điện và proton mang điện tích dương (Hình 2.1).  + Êlectron có điện tích là e = - 1,6.10-19C và khối lượng là me = 9,1.10-31kg. + Proton có điện tích là q = +1,6.10-19C và khối lượng là mp = 1,6.10-27kg. + Khối lượng của notron xấp xỉ bằng khối lượng của proton. - Số proton trong hạt nhân bằng số êlectron quay xung quanh hạt nhân nên độ lớn điện tích dương của hạt nhân bằng độ lớn điện tích âm của êlectron. - Điện tích của êlectron và điện tích của proton là điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được. Vì vậy ta gọi chúng là những điện tích nguyên tố (âm hoặc dương). 2. Thuyết êlectron - Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và tính chất điện gọi là thuyết electron. - Nội dung: + Êlectron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này sang nơi khác. Nguyên tử bị mất electron sẽ trở thành một hạt mang điện dương gọi là ion dương. + Một nguyên tử trung hòa có thể nhận them một electron để tạo thành một hạt mang điện âm gọi là ion âm. + Sự cư trú và di chuyển của các electron tạo nên các hiện tượng về điện và tính chất điện muôn màu muôn vẻ của tự nhiên. II. Vận dụng 1. Vật (chất) dẫn điện và vật (chất) cách điện. - Điện tích tự do là điện tích có thể di chuyển từ điểm này đến điểm khác trong phạm vi thể tích của vật dẫn. - Vật dẫn điện là vật có chứa các điện tích tự do. Ví dụ: Kim loại có chứa các electron tự do, các dung dịch axit, bazo, muối … có chứa các ion tự do. Chúng đều là các chất dẫn điện. - Vật (chất) cách điện là vật (chất) không chứa các điện tích tự do. Ví dụ: Không khí khô, dầu, thủy tinh, sứ, cao su, nhựa, … Chúng đều là những chất cách điện. 2. Sự nhiễm điện do tiếp xúc Nếu cho một vật chưa nhiễm điện tiếp xúc với một vật nhiễm điện thì nó sẽ nhiễm điện cùng dấu với vật đó. Đó là sự nhiễm điện do tiếp xúc. 3. Sự nhiễm điện do hưởng ứng. Đưa một quả cầu A nhiễm điện dương lại gần đầu M của thanh kim loại MN trung hòa về điện (hình 2.3). Ta thấy đầu M nhiễm điện âm, còn đầu N nhiễm điện dương. Sự nhiễm điện của thanh kim loại MN là sự nhiễm điện do hưởng ứng (hay hiện tượng cảm ứng tĩnh điện). Tóm lại nhiễm điện do hưởng ứng là : Đưa một vật nhiễm điện lai gần nhưng không chạm vào vật dẫn khác trung hòa về điện. Kết quả là hai đầu của vật dẫn bị nhiễm điện trái dấu. Đầu của vật dẫn ở gần vật nhiễm điện thì mang điện tích trái dấu với vật nhiễm điện. 4. Giải thích các hiện tượng nhiễm điện. Sự nhiễm điện do cọ xát: Khi hai vật cọ xát, electron dịch chuyển từ vật này sang vật khác, dẫn tới một vật thừa electron và nhiễm điện âm, còn một vật thiếu electron và nhiễm điện dương. Sự nhiễm điện do tiếp xúc: Khi vật không mang điện tiếp xúc với vật mang điện, thì electron có thể dịch chuyển từ vật này sang vật khác làm cho vật không mang điện khi trước cũng bị nhiễm điện theo. Sự nhiễm điện do hưởng ứng: Khi một vật bằng kim loại được đặt gần một vật đã nhiễm điện, các điện tích ở vật nhiễm điện sẽ hút hoặc đẩy electron tự do trong vật bằng kim loại làm cho một đầu của vật này thừa electron, một đầu thiếu electron. Do vậy, hai đầu của vật bị nhiễm điên trái dấu. Trong hóa học lớp 10, cấu tạo nguyên tử là phần kiến thức cực kỳ quan trọng. Nắm được thành phần cấu tạo nguyên tử là gì? Mô hình, sơ đồ cấu tạo sẽ giúp các bạn học sinh ứng dụng vào làm bài tập tốt nhất. Hãy cùng VIETCHEM tìm hiểu về nguyên tử trong bài viết dưới đây. Mục lục 1. Thành phần cấu tạo nguyên tử là gì?Hình ảnh cấu tạo vỏ nguyên tử trong hóa học 1.1. Nguyên tử là gì?Nguyên tử là đơn vị cơ bản của vật chất, bao gồm những hạt vô cùng nhỏ và trung hòa về điện. Nguyên tử bao gồm một hạt nhân ở trung tâm và được bao bọc bởi đám mây điện tích âm electron. Những nguyên tử thường có kích thước rất nhỏ, đường kính chỉ bằng vài phần mười của nano mét. Nguyên tử kí hiệu là Z (tiếng Đức là Zahl) 1.2. Thành phần cấu tạo nguyên tử gồm những gì?Thành phần cấu tạo của nguyên tử gồm 2 lớp: Vỏ nguyên tử và hạt nhân
Như vậy, cấu tạo nguyên tử gồm 3 loại hạt đó là: electron, proton và notron. Trong đó, số electron bằng với số proton, trọng lượng của 1 proto = 1800 electron. Tùy thuộc vào điều kiện vật lý như mật độ, nhiệt độ, áp suất sẽ dẫn đến sự chuyển pha vật chất giữa rắn, lỏng khí và plasma. Hạt Điện tích Khối lượng Proton qp = – 1,602 x 10–19 C mp = 1,6726.10-27kg Notron qn = 0 mn = 1,6726.10-27kg Electron qe = – 1,602 x 10-19 C me = 9,1094 x 10-31 kg 2. Mô hình cấu tạo nguyên tửSơ đồ tư duy cấu tạo nguyên tử bao gồm lớp vỏ và lớp hạt nhân liên kết với nhau bằng các hạt mang điện tích (-+) và các hạt không mang điện. Có hạt nhận e và hạt nhường e tạo ra liên kết nguyên tử vững chắc. Mô hình cấu tạo nguyên tử gồm những hạt nào (p,e,n) \>>>XEM THÊM: 3. Kích thước và khối lượng của cấu tạo nguyên tử3.1. Kích thước
Đường kính nguyên tử khoảng 10-10 m và của hạt nhân khoảng 10-14 m 3.2. Khối lượng nguyên tửKhối lượng của nguyên tử tập trung chủ yếu ở hạt nhân, đo đó, khối lượng nguyên tử còn được gọi là khối lượng hạt nhân với đơn vị tính kí hiệu là u(đvC) Giá trị của 1u(đvC) =1/12 khối lượng của 1 nguyên tử cacbon. Trong đó: Khối lượng nguyên tử cacbon = 19,9265.10-27kg => 1u = 19,9265.10-27kg /12 = 1,6605.10-27kg 4. Sự khác nhau giữa phân tử và nguyên tửSau khi nắm được thành phần cấu tạo nguyên tử là gì, chúng ta có thể so sánh được sự khác nhau giữa nguyên tử và phân tử thông qua các dữ liệu sau: Đặc điểm Nguyên tử Phân tử Khái niệm Nguyên tử là đơn vị cơ bản của vật chất, bao gồm những hạt vô cùng nhỏ và trung hòa về điện. Nguyên tử bao gồm một hạt nhân ở trung tâm và được bao bọc bởi đám mây điện tích âm electron. Phân tử bao gồm một số nguyên tử liên kết với nhay và thể hiện đầy đủ tính chất hóa học của một chất. Ví dụ Nguyên tử Hydro, nguyên tử cacbon Oxy (O2), nước (H2O) Hình dạng Hình cầu Nhiều hình dạng Tính chất Nguyên tử không thể phân đôi Phân tử có thể tách rời các nguyên tố và kết hợp lại với nhau Tồn tại Có thể tồn tại hoặc không thể tồn tại trong trạng thái tự do Tồn tại trong trạng thái tự do Ngoại quan Mắt thường không nhìn thấy Mắt thường không nhìn thấy được nhưng có thể nhìn qua kính hiển vi Liên kết Hạt nhân Cộng hóa trị, cộng ion 5. Phân lớp e trong cấu tạo nguyên tử5.1. Lớp e là gì?Trong cấu tạo nguyên tử, lớp e là các electron có các mức năng lượng gần bằng nhau, thứ tự sắp xếp tăng dần từ mức năng lượng thấp cho đến mức năng lượng cao và được chia thành 7 lớp. Mức năng lượng n 1 2 3 4 5 6 7 Tên lớp K L M N O P Q Bảng thống kê số electron Max trong mỗi lớp 5.2. Phân lớp eLớp e có 4 phân lớp đó là s, p, d, f và gồm những e có các mức năng lượng bằng nhau. Phân lớp s p d f Số e tối đa 2 6 10 14 Ký hiệu s2 p6 d10 f14 6. Các dạng bài tập về cấu tạo nguyên tử gồm những gì?Có 3 dạng bài tập về nguyên tử hay gặp trong sách giáo khoa, đề thi học kỳ và đề thi đại học hóa học mà các bạn học sinh hay gặp. Nắm được lý thuyết phần này sẽ là hành trang giải các bài tập nguyên tử, hạt nhân dễ dàng hơn. Các dạng bài tập về nguyên tử trong hóa học 6.1. Xác định nguyên tốDựa vào số Z của nguyên tử để xác định được nguyên tử này là nguyên tố hóa học nào
6.2. Nêu cấu tạo nguyên tử- Cách 1: Lập phương trình dựa vào cấu tạo vỏ nguyên tử và ion, sau đó giải ra để tìm được số hạt. - Cách 2: Dựa vào các loại kí hiệu của nguyên tử sau đó suy ra số hạt của mỗi loại nguyên tử M → Mn + ne (nhường e) (nhận e) X + me → Xm- 6.3. Viết cấu hình eBước 1: Xác định số lượng e có trong nguyên tử Bước 2: Phân bố các electron với thứ tự mức năng lượng tăng dần Bước 3: Viết cấu hình của các e theo thứ tự của các phân lớp electron trong cùng một lớp 7. Bài tập thực hành về cấu tạo nguyên tửSau khi nắm vững lý thuyết cũng như bài tập về cấu tạo nguyên tử chúng ta sẽ cùng thực hành một số bài tập trong sách giáo khoa hóa học lớp 10 để giúp các bạn củng cố lại kiến thức. Giải bài tập nguyên tử trong hóa học lớp 10 Bài tập 1: Nêu cấu tạo nguyên tử của lớp hạt nhân gồm các loại hạt nào? A: electron, proton và nơtron
Lời Giải: Đáp án C Bài tập 2: Hạt mang điện tích dương trong cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học là:
Lời Gải: Đáp án B Bài tập 3: Khối lượng nguyên tử cacbon -12 là bao nhiêu?
Lời Giải: Đáp án D Bài tập 4: Hạt nhân X có tổng số hạt cơ bản là 40, tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 12 hạt. Vậy hạt nhân X có số hạt là bao nhiêu? Lời Giải: Trong nguyên tử số p=e nên tổng số hạt sẽ được tính là: 2P + N=40 Số hạt mang điện tích nhiều hơn số hạt không mang điện tích là 12 => 2P - N = 12 Giải phương trình ta được: P = 13 và N = 14 => Hạt nhân X có số hạt là P + N = 27 hạt Bài tập 5: X có tổng số hạt cơ bản là 18. Hãy tính số hạt mang điện tích dương trong X Lời Giải: Theo lý thuyết: Đối với các nguyên tố có Z < 82 thì ta luôn có: 1 ≤ Z/N ≤ 1,5. Theo đề bải ta có 2Z + N = 18 Vì Z< 82 nên ta có 1 ≤ Z/N ≤ 1,5 ⇒ Z ≤ N ≤1,5Z => 5,11 ≤ Z ≤ 6 Trong đó, Z luôn nguyên => Z = 6 Kết luận: Số hạt mang điện tích dương trong X là 6 hạt Bài tập 6: Canxi kim loại có khối lượng riêng là 1,55 g/cm3 . Nếu trong tinh thể canxi các nguyên tử là hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng, cho NTK của Ca là 40đvC, Hãy tính bán kính nguyên tử canxi Lời Giải: - Ta có 1cm3 tinh thể canxi có khối lượng 1,55 gam, tổng thể tích các nguyên tử canxi là 0,74cm3 - 1,55 gam canxi tương ứng với 0,03875 mol hay 2,325.1022 nguyên tử. - Thể tích 1 nguyên tử canxi là 3,18.10-23 cm3. Mà coi nguyên tử là hình cầu vậy bán kính nguyên tử canxi là 1,96.10-8 cm hay 0,196nm. Nắm được các thành phần cấu tạo nguyên tử bao gồm những gì sẽ giúp bạn có thêm lý thuyết và vận dụng vào làm bài tập cho kết quả chính xác nhất. Tham khảo thêm các dạng bài tập hóa học khác trên website vietchem.com.vn. Q của proton là bao nhiêu?Bản thân 1 hạt proton được cấu tạo thành từ 3 hạt quark nhỏ hơn (2 quark lên và 1 quark xuống), vì vậy proton mang điện tích +1e hay +1.602 ×10−19 coulomb. Cấu trúc quark của proton (hạt u là viết tắt hoặc ký hiệu của up quark mang điện dương và hat d là viết tắt hoặc ký hiệu của down quark mang điện âm). Một electron là bao nhiêu?Đối với một electron, nó có giá trị bằng 2,43 × 10−12 m. 1 electron bằng bao nhiêu C?Một electron có điện tích bằng -1,60219.10−19 Coulomb, hay -1e và giá trị điện tích của proton và electron còn được gọi là điện tích nguyên tố. Khối lượng của electron là bao nhiêu Amu?Khối lượng, kích thước của các hạt proton, electron và nơtron. |
