Bài 2: Nguyên tử

Bài tập 2.1

Phát biểu nào sau đây không mô tả đúng mô hình nguyên tử của Rơ-dơ-pho – Bo?

A. Nguyên tử có cấu tạo rỗng, gồm hạt nhân ở tâm nguyên tử và các electron ở vỏ nguyên tử.

B. Nguyên tử có cấu tạo đặc khít, gồm hạt nhân nguyên tử và các electron.

C. Electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo những quỹ đạo xác định tạo thành các lớp electron.

D. Hạt nhân nguyên tử mang điện tích dương, electron mang điện tích âm.

Gợi ý

- Nguyên tử có cấu tạo dạng rỗng.

- Nguyên tử có hạt nhân ở tâm mang điện tích dương, các electron mang điện tích âm, chuyển động xung quanh hạt nhân như các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời.

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau.

Đáp án

Đáp án A đúng.

Đáp án B, nguyên tử có cấu tạo rỗng, không phải cấu tạo đặc khít ⇨ Đáp án B không đúng.

Đáp án C, các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo những quỹ đạo xác định (như các hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời theo những quỹ đạo), tạo thành các lớp electron ⇨ Đáp án C đúng.

Đáp án D đúng.

⇨ Chọn B.

Bài tập 2.2

Phát biểu nào sau đây không mô tả đúng vỏ nguyên tử theo mô hình nguyên tử của Rơ-dơ-pho – Bo?

A. Electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau tạo thành các lớp electron.

B. Lớp electron trong cùng gần hạt nhân nhất có tối đa 2 electron, các lớp electron khác có chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn.

C. Lớp electron trong cùng gần hạt nhân nhất có tối đa 8 electron, các lớp electron khác có chứa tối đa nhiều hơn 8 electron.

D. Các electron sắp xếp vào các lớp theo thứ tự từ trong ra ngoài cho đến hết.

Gợi ý

- Nguyên tử có cấu tạo dạng rỗng.

- Nguyên tử có hạt nhân ở tâm mang điện tích dương, các electron mang điện tích âm, chuyển động xung quanh hạt nhân như các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời.

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau.

Đáp án

Đáp án A đúng.

Đáp án B đúng.

Đáp án C:

+ Lớp electron trong cùng gần hạt nhân nhất có tối đa 2 electron, không phải 8 electron;

+ Các lớp electron khác có chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn (≥ 8 electron), không phải các lớp electron khác chứa tối đa nhiều hơn 8 electron (> 8 electron).

⇨ Đáp án C không đúng.

Đáp án D, các electron được sắp xếp vào các lớp theo thứ tự từ trong (lớp electron gần hạt nhân) ra ngoài (lớp electron xa hạt nhân hơn) cho đến hết ⇨ Đáp án D đúng.

⇨ Chọn C.

Bài tập 2.3

Trừ hạt nhân của nguyên tử hydrogen, hạt nhân các nguyên tử còn lại được tạo thành từ hạt

A. electron và proton.

B. electron, proton và neutron.

C. neutron và electron.

D. proton và neutron.

Gợi ý

Đáp án

Đáp án A, B và C đều có electron (ở vỏ nguyên tử) ⇨ Đáp án A, B, C không đúng.

Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi hai loại hạt là proton và neutron (Riêng với nguyên tử hydrogen, hạt nhân chỉ chứa hạt proton). ⇨ Đáp án D đúng.

Chọn D.

Bài tập 2.4

Cho các phát biểu:

(1) Nguyên tử trung hòa về điện.

(2) Khối lượng của nguyên tử tập trung chủ yếu ở hạt nhân.

(3) Trong nguyên tử, số hạt mang điện tích dương bằng số hạt mang điện tích âm nên số hạt electron bằng số hạt neutron.

(4) Vỏ nguyên tử, gồm các lớp electron có khoảng cách khác nhau đối với hạt nhân.

Trong các phát biểu trên, số phát biểu đúng là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Gợi ý

Đáp án

Phát biểu (1) đúng.

Phát biểu (2) đúng vì:

Khối lượng của mỗi hạt proton và neutron là 1amu, trong khi khối lượng của mỗi hạt electron là (0,00055) – nhỏ hơn khoảng 1818 (\(\frac{1}{{0,00055}}\)) lần so với mỗi hạt proton và neutron, do đó khối lượng nguyên tử chủ yếu tập trung ở hạt nhân nguyên tử.

Phát biểu (3) sai vì:

Hạt mang điện tích dương là proton, hạt electron mang điện tích âm, hạt neutron không mang điện. Số hạt mang điện tích dương bằng số hạt mang điện tích âm, tức số hạt proton bằng số hạt electron.

Phát biểu (4) đúng vì vỏ nguyên tử gồm các electron sắp xếp thành từng lớp, mỗi lớp có khoảng cách khác nhau với hạt nhân.

⇨ Chọn C.

Bài tập 2.5

Hãy viết tên, điện tích và khối lượng của các hạt cấu tạo nên nguyên tử vào chỗ trống để hoàn thiện bảng dưới đây.

Gợi ý

Đáp án

Bài tập 2.6

Từ Hình 2.1 mô phỏng một nguyên tử carbon, hãy cho biết trong một nguyên tử carbon có bao nhiêu hạt electron, proton, neutron.

Gợi ý

- Nguyên tử gồm hạt nhân và vỏ electron

+ Hạt nhân gồm các hạt proton (mang điện tích dương) và neutron (không mang điện).

+ Vỏ electron gồm các hạt electron (mang điện tích âm).

- Nguyên tử trung hòa về điện nên tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron.

Đáp án

Đếm số hạt electron và số hạt neutron của nguyên tử carbon, số hạt electron bằng số hạt proton.

Số hạt electron (e) = Số hạt proton (p) = 6

Số hạt neutron (n) = 6

Bài tập 2.7

Mặt Trời chứa chủ yếu hai nguyên tố hóa học là hydrogen (H) và helium (He). Hình biểu diễn một nguyên tử hydrogen và một nguyên tử helium.

Dựa vào hình vẽ trên hãy cho biết:

a) Mỗi vòng tròn xung quanh hạt nhân được gọi là gì?

A. Một liên kết.

B. Một electron.

C. Một lớp vỏ electron.

D. Một proton.

b) Có bao nhiêu electron trong lớp vỏ của nguyên tử H, He? Có bao nhiêu proton trong hạt nhân của nguyên tử H, He?

Gợi ý

- Nguyên tử gồm hạt nhân và vỏ electron

+ Hạt nhân gồm các hạt proton (mang điện tích dương) và neutron (không mang điện).

+ Vỏ electron gồm các hạt electron (mang điện tích âm).

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau:

+ Lớp electron trong cùng (gần hạt nhân nhất) chứa tối đa 2 electron.

+ Các lớp electron khác chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn.

Đáp án

a) Mỗi một vòng tròn xung quanh hạt nhân là một lớp electron.

⇨ Chọn C.

b) Trong lớp vỏ của nguyên tử H có 1 electron ⇨ Nguyên tử H có 1 proton.

Trong lớp vỏ của nguyên tử He có 2 electron ⇨ Nguyên tử He có 2 proton.

Bài tập 2.8

Giải thích vì sao có thể coi khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân, lấy ví dụ về một nguyên tử để minh họa.

Gợi ý

Đáp án

- Khối lượng của mỗi hạt proton và neutron là 1amu, trong khi khối lượng của mỗi hạt electron là (0,00055). Khối lượng của mỗi hạt electron nhỏ hơn khoảng 1818 (\(\frac{1}{{0,00055}}\)) lần so với mỗi hạt proton và neutron, do đó khối lượng nguyên tử chủ yếu tập trung ở hạt nhân nguyên tử.

- Ví dụ về nguyên tử He (ở Hình 2.2) có 2 electron ở vỏ electron, 2 proton và 2 neutron ở hạt nhân.

⇨ hạt nhân = mp + mn = 2.1 + 2.1 = 4 (amu)

vỏ electron = me = 2.0,00055 = 0,0011 (amu)

⇨ nguyên tử = 4 + 0,0011 = 4,0011 ≈ 4 (amu)

Ta thấy: khối lượng hạt nhân lớn hơn rất nhiều so với khối lượng vỏ electron nên có thể coi khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân.

Bài tập 2.9

Nguyên tử lithium có 3 proton.

a) Có bao nhiêu electron trong nguyên tử lithium?

b) Biết hạt nhân nguyên tử lithium có 4 neutron, tính khối lượng nguyên tử của lithium theo đơn vị amu.

Gợi ý

Đáp án

a) Nguyên tử lithium có 3 electron.

b) Khối lượng nguyên tử lithium:

mnguyên tử = mproton + mneutron + melectron

= 3.1 + 4.1 + 3.0,00055

= 7,00165 ≈ 7 (amu)

Lưu ý: Vì khối lượng nguyên tử xấp xỉ bằng khối lượng hạt nhân nên ta có thể làm ngắn gọn

mnguyên tử = mproton + mneutron = 3.1 + 4.1 = 7 (amu)

Bài tập 2.10

Mô tả sự khác nhau giữa cấu tạo một nguyên tử hydrogen và cấu tạo một nguyên tử helium.

Gợi ý

- Dựa vào dữ kiện bài 2.7 trong sách bài tập để biết số proton và electron của nguyên tử hydrogen và helium.

- Lưu ý: có thể cho biết số neutron trong các nguyên tử hoặc không. Vì cùng một nguyên tố hóa học sẽ có những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác số neutron (khái niệm về đồng vị hóa học).

Đáp án

Dựa vào Hình 2.2, trang 8, sách bài tập KHTN 7 – Kết nối tri thức với cuộc sống

Bài tập 2.11

Oxygen là nguyên tố hóa học phổ biến trong không khí, duy trì sự sống và sự cháy. Hoàn thiện Hình 2.3 để mô tả cấu tạo một nguyên tử oxygen.

Gợi ý

- Nguyên tử gồm hạt nhân và vỏ electron

+ Hạt nhân gồm các hạt proton (mang điện tích dương) và neutron (không mang điện).

+ Vỏ electron gồm các hạt electron (mang điện tích âm).

- Nguyên tử trung hòa về điện nên tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron.

Đáp án

- Nguyên tử oxi 8 hạt proton ở hạt nhân nguyên tử.

⇨ Số electron ở vỏ nguyên tử là 8 electron.

- Sự phân bố của các electron trên các lớp electron như sau:

+ Lớp electron gần hạt nhân nhất có 2 electron.

+ Lớp electron ngoài cùng còn lại 8 – 2 = 6 electron.

- Cấu tạo của một nguyên tử oxygen:

Bài tập 2.12

Một nguyên tử có 10 proton trong hạt nhân. Theo mô hình nguyên tử của Ro-dơ-pho – Bo, số lớp electron của nguyên tố đó là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Gợi ý

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau:

+ Lớp electron trong cùng (gần hạt nhân nhất) chứa tối đa 2 electron.

+ Các lớp electron khác chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn

- Vỏ nguyên tử gồm các electron sắp xếp thành từng lớp. Các electron sắp xếp vào các lớp theo thứ tự từ trong ra ngoài cho đến hết.

Đáp án

- Số electron trong nguyên tố trên là 10 (Vì nguyên tử trung hòa về điện nên tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron).

- Lớp electron thứ nhất (gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

- Lớp electron thứ hai có 10 – 2 = 8 electron (Lớp electron thứ hai chứa tối đa 8 electron).

⇨ Nguyên tố trên có 2 lớp electron.

⇨ Chọn B.

Bài tập 2.13

Trong một nguyên tử có số proton bằng 5, số electron trong các lớp của vỏ nguyên tử, viết từ lớp trong ra lớp ngoài, lần lượt là

A. 1, 2, 8.

B. 2, 8, 1.

C. 2, 3.

D. 3, 2.

Gợi ý

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau:

+ Lớp electron trong cùng (gần hạt nhân nhất) chứa tối đa 2 electron.

+ Các lớp electron khác chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn

Đáp án

- Nguyên tử có số proton là 5 ⇨ Số electron của nguyên tử là 5.

- Lớp electron thứ nhất (gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

- Lớp electron thứ hai có 5 – 2 = 3 electron.

⇨ Chọn C.

Bài tập 2.14

Nitrogen là nguyên tố hóa học phổ biến trong không khí. Trong hạt nhân nguyên tử nitrogen có 7 proton. Số electron trong các lớp của vỏ nguyên tử nitrogen, viết từ lớp trong ra lớp ngoài, lần lượt là

A. 7.

B. 2, 5.

C. 2, 2, 3.

D. 2, 4, 1.

Gợi ý

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau:

+ Lớp electron trong cùng (gần hạt nhân nhất) chứa tối đa 2 electron.

+ Các lớp electron khác chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn

Đáp án

- Nguyên tử nitrogen có số proton là 7 ⇨ Số electron của nguyên tử nitrogen là 7.

- Lớp electron thứ nhất (gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

- Lớp electron thứ hai có 7 – 2 = 5 electron.

⇨ Chọn B.

Bài tập 2.15

Trong hạt nhân nguyên tử fluorine có 9 proton. Số electron ở lớp ngoài cùng của vỏ nguyên tử fluorine là?

A. 2.

B. 5.

C. 7.

D. 8.

Gợi ý

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau:

+ Lớp electron trong cùng (gần hạt nhân nhất) chứa tối đa 2 electron.

+ Các lớp electron khác chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn

Đáp án

- Nguyên tử fluorine có số proton là 9 ⇨ Số electron của nguyên tử fluorine là 9.

- Lớp electron thứ nhất (gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

- Lớp electron thứ hai (lớp ngoài cùng) có 9 – 2 = 7 electron.

⇨ Chọn C.

Bài tập 2.16

Nguyên tử calcium có 20 electron ở vỏ nguyên tử. Hạt nhân của nguyên tử có calcium có số proton là

A. 2.

B. 10.

C. 18.

D. 20.

Gợi ý

- Nguyên tử gồm hạt nhân và vỏ electron

+ Hạt nhân gồm các hạt proton (mang điện tích dương) và neutron (không mang điện).

+ Vỏ electron gồm các hạt electron (mang điện tích âm).

- Nguyên tử trung hòa về điện nên tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron.

Đáp án

Số proton = Số electron = 20

⇨ Chọn D.

Bài tập 2.17

Nguyên tử aluminium có 13 electron ở vỏ. Số electron ở lớp trong cùng của nguyên tử aluminium là

A. 2.

B. 8.

C. 10.

D. 18.

Gợi ý

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau:

+ Lớp electron trong cùng (gần hạt nhân nhất) chứa tối đa 2 electron.

+ Các lớp electron khác chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn

Đáp án

Ở lớp trong cùng của nguyên tử chứa tối đa 2 electron, nguyên tử aluminum có 13 electron.

⇨ Lớp trong cùng của nguyên tử aluminium chứa 2 electron.

⇨ Chọn A.

Bài tập 2.18

Muối ăn chứa hai nguyên tố hóa học là sodium và chlorine. Trong hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố sodium và chlorine có lần lượt 11 và 17 proton. Số electron ở lớp ngoài cùng của vỏ nguyên tử sodium và chlorine lần lượt là

A. 1 và 7.

B. 3 và 9.

C. 9 và 15.

D. 3 và 7.

Gợi ý

- Nguyên tử trung hòa về điện nên tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron.

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau:

+ Lớp electron trong cùng (gần hạt nhân nhất) chứa tối đa 2 electron.

+ Các lớp electron khác chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn

Đáp án

- Với nguyên tử sodium (Số electron = Số proton = 11)

+ Lớp electron thứ nhất (gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

+ Lớp electron thứ hai chứa tối đa 8 electron.

+ Lớp electron thứ ba chứa 11 – 2 – 8 = 1 electron

⇨ Nguyên tố sodium có 1 electron lớp ngoài cùng.

- Với nguyên tử chlorine (Số electron = Số proton = 17)

+ Lớp electron thứ nhất (gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

+ Lớp electron thứ hai chứa tối đa 8 electron.

+ Lớp electron thứ ba chứa 17 – 2 – 8 = 7 electron

⇨ Nguyên tố chlorine có 7 electron lớp ngoài cùng.

⇨ Chọn A.

Bài tập 2.19

Trong hạt nhân nguyên tử sulfur có 16 proton. Số electron trong các lớp của vỏ nguyên tử sulfur, viết từ trong ra lớp ngoài, lần lượt là

A. 2, 10, 6.

B. 2, 6 8.

C. 2, 8, 6.

D. 2, 9, 5.

Gợi ý

- Nguyên tử trung hòa về điện nên tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron.

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau:

+ Lớp electron trong cùng (gần hạt nhân nhất) chứa tối đa 2 electron.

+ Các lớp electron khác chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn

Đáp án

Nguyên tử sulfur (Số electron = Số proton = 16)

+ Lớp electron thứ nhất (gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

+ Lớp electron thứ hai chứa tối đa 8 electron.

+ Lớp electron thứ ba chứa 16 – 2 – 8 = 6 electron

⇨ Chọn C.

Bài tập 2.20

Trong hạt nhân nguyên tử của nguyên tố silicon có 14 proton, vỏ nguyên tử silicon có ba lớp electron. Hãy hoàn thiện hình 2.4 để mô tả mô hình một nguyên tử silicon.

Gợi ý

- Nguyên tử trung hòa về điện nên tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron.

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau:

+ Lớp electron trong cùng (gần hạt nhân nhất) chứa tối đa 2 electron.

+ Các lớp electron khác chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn

Đáp án

Nguyên tử silicon (Số electron = Số proton = 14)

+ Lớp electron thứ nhất (gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

+ Lớp electron thứ hai chứa tối đa 8 electron.

+ Lớp electron thứ ba chứa 14 – 2 – 8 = 4 electron.

Bài tập 2.21

Hạt nhân một nguyên tử flourine có 9 proton và 10 neutron. Khối lượng của nguyên tử flourine xấp xỉ bằng

A. 9 amu.

B. 10 amu.

C. 19 amu.

D. 28 amu.

Gợi ý

Khối lượng của một nguyên tử xấp xỉ bằng khối lượng của hạt nhân nguyên tử đó.

Đáp án

mnguyên tử flourine = mproton + mneutron = 9.1 + 10.1 = 19 (amu)

⇨ Chọn C.

Bài tập 2.22

Muối ăn chứa hai nguyên tố hóa học là sodium và chlorine. Trong hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố sodium và chlorine có lần lượt 11 và 17 proton. Số electron trong các lớp của vỏ nguyên tử sodium và chlorine, viết từ lớp trong ra lớp ngoài, lần lượt là

A. 2, 9 và 2, 10, 5.

B. 2, 9 và 2, 8, 7.

C. 2, 8, 1 và 2, 8, 7

D. 2, 8, 1 và 2, 8, 5.

Gợi ý

- Nguyên tử trung hòa về điện nên tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron.

- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau:

+ Lớp electron trong cùng (gần hạt nhân nhất) chứa tối đa 2 electron.

+ Các lớp electron khác chứa tối đa 8 electron hoặc nhiều hơn

- Vỏ nguyên tử gồm các electron sắp xếp thành từng lớp. Các electron sắp xếp vào các lớp theo thứ tự từ trong ra ngoài cho đến hết.

Đáp án

- Với nguyên tử sodium (Số electron = Số proton = 11)

+ Lớp electron thứ nhất (gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

+ Lớp electron thứ hai chứa tối đa 8 electron.

+ Lớp electron thứ ba chứa 11 – 2 – 8 = 1 electron

⇨ Các lớp electron (theo thứ tự từ lớp trong ra lớp ngoài): 2, 8, 1.

- Với nguyên tử chlorine (Số electron = Số proton = 17)

+ Lớp electron thứ nhất (gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

+ Lớp electron thứ hai chứa tối đa 8 electron.

+ Lớp electron thứ ba chứa 17 – 2 – 8 = 7 electron

⇨ Các lớp electron (theo thứ tự từ lớp trong ra lớp ngoài): 2, 8, 7.

⇨ Chọn C.