Lý thuyết Bài tập xác định thành phần nguyên tử

- Ba loại hạt cơ bản tạo nên nguyên tử là:

+ Hạt electron, kí hiệu là e, mang điện tích âm.

+ Hạt proton, kí hiệu là p, mang điện tích dương.

+ Hạt neutron, kí hiệu là n, không mang điện.

- Gọi số hạt proton, neutron, electron có trong nguyên tử lần lượt là P, N, E. Ta có:

+ Nguyên tử trung hòa về điện nên P = E.

+ Tổng số hạt có trong nguyên tử = P + E + N hay 2P + N.

+ Tổng số hạt có trong hạt nhân nguyên tử = P + N.

+ Tổng số hạt mang điện trong nguyên tử = P + E = 2P.

- Chú ý:

+ Số hiệu nguyên tử (Z) = số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron.

+ Số khối (A) = số proton + số neutron = P + N = Z + N.

+ Với các nguyên tử bền, ta luôn có:

\[1{\rm{ }} \le \,\,\,\frac{N}{Z}{\rm{ }} \le {\rm{ }}1,5\]

Ví dụ 1: Hạt nhân của nguyên tử nguyên tố A có 24 hạt, trong đó số hạt không mang điện là 12. Số electron trong A là

A. 12.                                        B. 24.

C. 13.                                         D. 6.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Xét nguyên tử nguyên tố A:

+ Hạt nhân của nguyên tử có 24 hạt ⇒ số proton + số neutron = 24.

+ Số hạt không mang điện là 12 ⇒ số neutron là 12.

Vậy nguyên tử A có số electron = số proton = 24 – 12 = 12.

Ví dụ 2: X là nguyên tố hóa học có trong thành phần của muối ăn. Nguyên tử X có tổng số các loại hạt bằng 52, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16 hạt. Xác định thành phần các hạt cấu tạo nên nguyên tử X.

Hướng dẫn giải

Gọi P, N và E lần lượt là số proton, neutron và electron của X. Trong đó P = E.

Nguyên tử X có tổng số các loại hạt bằng 52 nên:

P + N + E = 52 hay 2P + N = 52 (1)

Trong nguyên tử X, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16 hạt nên:

(P + E) – N = 16 hay 2P – N = 16 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

\[\begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}2P + N = 52\\2P - N = 16\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}P = 17\\N = 18\end{array} \right.\end{array}\]

Vậy trong X có 17 proton; 17 electron và 18 neutron.

Ví dụ 3: Tổng số hạt proton, neutron và electron trong nguyên tử của nguyên tố X là 10. Số khối của nguyên tử nguyên tố X là

A. 3.                      B. 4.

C. 6.                       D. 7.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Trong X: số proton = số electron = số hiệu nguyên tử (Z)

Đặt số neutron trong X là N.

Với các nguyên tử bền ta có: \(1{\rm{ }} \le \frac{N}{Z}\; \le {\rm{ }}1,5\;\;\;\)    (1)

Theo bài ra có:

Tổng số hạt proton, neutron và electron trong nguyên tử của nguyên tố X là 10 nên:

2Z + N = 10 ⇒ N = 10 – 2Z, thay vào (1) ta có:

\(1 \le \frac{{10 - 2Z}}{Z} \le 1,52\)

⇔ Z ≤ 10 – 2Z ≤ 1,52Z

⇔ 2,84 ≤ Z ≤ 3,33

Vậy Z = 3 thỏa mãn ⇒ N = 4.

Số khối của X bằng Z + N = 7.