Bài 2 hạt NHÂN NGUYÊN tử NGUYÊN tố hóa học ĐỒNG vị

CHƯƠNG 1: NGUYÊN TỬ
BÀI 2: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ- NGUYÊN TỐ HÓA HỌC ĐỒNG VỊ
Mục tiêu
 Kiến thức
+ Nêu được sự liên hệ giữa số đơn vị điện tích hạt nhân với số proton và số electron.
+ Nêu được biểu thức tính số khối của hạt nhân nguyên tử
+ Nêu được khái niệm nguyên tố hóa học, đồng vị, nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình.
 Kĩ năng
+

Suy luận được số đơn vị điện tích hạt nhân bằng số proton, bằng số electron.

+

Dự đốn được mỗi ngun tố hóa học đặc trưng bằng một số proton.

+

Chứng minh được nguyên tử khối của các nguyên tố hóa học là nguyên tử khối trung bình của
các đồng vị.

+ Giải được các bài toán liên quan đến đồng vị.

Trang 1


I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
Trong nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số proton = số electron.
Số khối A  Z  N
Kí hiệu nguyên tử:

A
Z

X

Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng Z.
Các đồng vị của một nguyên tố hóa học là các nguyên tử có cùng số Z, khác số N.
Nguyên tố X có các đồng vị X1  x1 % , X 2  x2 %  , X 3  x3 %  ,...

Ax .x1  Ax2 .x2  ...

 Ax  1
100

 x  x  ...  100
 1 2
Đối với các nguyên tố có 2  Z  82, ln có 1 

N
 1,5.
Z

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HĨA
ĐIỆN TÍCH HẠT

Z = số p = số e

NHÂN (Z)

SỐ KHỐI (A)

A=Z+N
(N là số nơtron)

NGUYÊN TỐ
HÓA HỌC

Cùng số proton
ĐỒNG VỊ

Khác số nơtron

NGUYÊN TỬ KHỐI
TRUNG BÌNH

A

a. X  b.Y  ...
100

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Dạng 1: Kí hiệu nguyên tử
Phương pháp giải
Kí hiệu ngun tử:

A
Z

X

Trong đó:
X là kí hiệu hóa học của nguyên tố.
Z = STT trong BTH = Số p = Số e
Trang 2


A  Z  N  Số khối
Ví dụ: X có 11p, 12n. Xác định kí hiệu ngun tử của X.
Hướng dẫn giải
Ta có: Z  11  X là Na.
Mặt khác: N  12  A  N  Z  23
Do đó, kí hiệu ngun tử của X là

23
11

Na.

Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Nguyên tử của một nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản (p, n, e) là 82, biết số hạt mang điện nhiều
hơn số hạt khơng mang điện là 22. Kí hiệu hố học của X là
A.

56
27

Fe.

B.

57
28

Ni.

C.

55
27

Co.

D.

56
26

Fe.

Hướng dẫn giải
Gọi Z là số proton của X  Số electron của X là Z.
Gọi N là số nơtron của X.
Tổng số hạt cơ bản trong X là 82, và số hạt mang điện nhiều hơn số hạt khơng mang điện là 22 nên ta có:

2Z  N  82 
 Z  26  Fe 


 N  30
2Z  N  22 

Do đó: A  Z  N  26  30  56
 Kí hiệu của X là

56
26

Fe.

 Chọn D.
Lưu ý:
Ta có thể sử dụng cơng thức tính nhanh:

ZX 

82  22
 26
4

Ví dụ 2: Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về ba nguyên tử:

26
13

26
X , 55
26Y , 12 Z ?

A. X, Y thuộc cùng một nguyên tố hoá học.
B. X và Z có cùng số khối.
C. X và Y có cùng số nơtron.

D. X, Z là hai đồng vị của cùng một ngun tố hố học.
Hướng dẫn giải
X, Y khơng thuộc cùng một ngun tố hóa học vì X, Y có số proton khác nhau  A sai.
X và Z đều có số khối là 26  B đúng.
Ta có:

Trang 3


 Z  13
X  X
 N X  13
 AX  Z X  N X  26
 ZY  26
55
 NY  29
26 Y  
A

Z

N

55
Y
Y
 Y

26
13

Nhận thấy: N X  NY  C sai.
X, Z không là đồng vị của nhau vì có số proton khác nhau  D sai.
 Chọn B.
Ví dụ 3: Nguyên tử R có tổng số các hạt là 46, trong đó có số hạt nơtron nhiều hơn số hạt proton là 1 hạt.
Số khối của R là
A. 46.

B. 31.

C. 32.

D. 35.

Hướng dẫn giải
Gọi Z là số proton của R  Số electron của R là Z.
Gọi N là số nơtron của R.
Ta có:
Số proton + số nơtron + số electron = 46 (*)
Số nơtron - số electron = 1 (**)

 Z  N  Z  46 Z  15

N

Z

1

 N  16

Từ (*) và (**) suy ra: 

Do đó: A  Z  N  31
 Chọn B.
Bài tập tự luyện dạng 1
Bài tập cơ bản
Câu 1: Số nơtron trong nguyên tử
A. 20.

39
19

K là

B. 39.

C. 19.

D. 58.

Câu 2: Cho các nguyên tử với các thành phần cấu tạo sau:
X (6n, 5p, 5e)

Y (10p, 10e, 10n)

Z (5e, 5p, 5n)

T (11p, 11e, 11n)

Có bao nhiêu ngun tố hóa học?
A. 4.

B. 3.

Câu 3: Kí hiệu nguyên tử K là

C. 2.
39
19

D. 1.

K . Ion K+ có

A. 19 proton, 19 electron, 39 nơtron.

B. 19 proton, 18 electron, 39 nơtron.

C. 19 proton, 18 electron, 20 nơtron.

D. 19 proton, 20 electron, 20 nơtron.

Câu 4: Trong dãy kí hiệu các nguyên tử sau, dãy nào chỉ cùng một nguyên tố hóa học?
A.

14
6

A, 15

7 B.

B.

16
8

18
C , 17
8 D, 8 E.

C.

56
26

G,

56
27

F.

D.

20
10

H,

22
11

I.

Bài tập nâng cao
Câu 5: Nguyên tử X có tổng số hạt là 52 và có số khối là 35. Kí hiệu nguyên tử X là
Trang 4


A.

34
17

Cl.

B.

32
16

S.

C.

35
16

S.

D.

35
17

Cl.

Câu 6: Phân tử X2Y3 có tổng số hạt electron là 50, số electron trong nguyên tử X nhiều hơn trong ngun
tử Y là 5. Kí hiệu hóa học của X là
A. Al.

B. O.

C. S.

D. Cl.

Dạng 2: Bài toán về đồng vị
Bài tốn 1: Ngun tử khối trung bình
Phương pháp giải
Nguyên tố X có các đồng vị X1  x1 % , X 2  x2 %  , X 3  x3 %  ,...
Trong đó x1 , x2 , x3 ,... là phần trăm số nguyên tử của X1 , X 2 , X 3 ,...

Ax .x1  Ax2 .x2  ...

 Ax  1
100

 x  x  ...  100

 1 2
Ví dụ: Trong tự nhiên, clo có hai đồng vị 35Cl chiếm 75% số nguyên tử, cịn lại 37Cl. Tính ngun tử khối
trung bình của clo?
Hướng dẫn giải
Phần trăm đồng vị 37Cl là

%37 Cl  100%  75%  25%
Nguyên tử khối trung bình của clo là

ACl 

35.75  37.25
 35,5
100

Ví dụ mẫu
12
6

Ví dụ 1: Nguyên tố cacbon có hai đồng vị

C chiếm 98,89% và

13
6

C chiếm 1,11%. Nguyên tử khối

trung bình của cacbon là
A. 12,500.

B. 12,022.

C. 12,011.

D. 12,055.

Hướng dẫn giải
Nguyên tử khối trung bình của cacbon là

AC 

12.98,89  13.1,11
 12,0111
100

 Chọn C.
Ví dụ 2: Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố R là 79,91. R có hai đồng vị. Biết

79
Z

R chiếm 54,5%.

Nguyên tử khối của đồng vị thứ hai là
A. 80,0.

B. 81,0.

C. 82,0.

D. 80,5.

Hướng dẫn giải
Gọi nguyên tử khối của đồng vị thứ hai là A.

Trang 5


A
Ta có: % 79
Z R  % Z R  100%

 54,5%  % ZA R  100%
 % ZA R

 45,5%

Nguyên tử khối trung bình của R là 79,91 nên ta có:

79.54,5  A.45,5
 79,91
100
 A  81
R

 Chọn B.
Lưu ý:

A

79,91.100  79.54,5
 81
100  54,5

Ví dụ 3: Agon tách ra từ khơng khí là hỗn hợp ba đồng vị: 99,6% 40Ar; 0,063% 38Ar; 0,337% 36Ar. Thể
tích của 10 gam Ar (đktc) là
A. 5,60 lít.

B. 2,24 lít.

C. 3,36 lít.

D. 4,48 lít.

Hướng dẫn giải
Ngun tử khối trung bình của Ar là

A Ar 

40.99,6  38.0,063  36.0,337
 39,98526
100

Do đó: nAr 

mAr
10

 0, 25mol

M Ar 39,98526

 VAr  0,25.22,4  5,6 lít
 Chọn A.
Ví dụ 4: Clo có hai đồng vị là

35
17

Cl và

Phần trăm số nguyên tử của đồng vị
A. 75%.

37
17

37
17

Cl. Cho biết khối lượng nguyên tử trung bình của clo là 35,5.

Cl trong hỗn hợp là

B. 40%.

C. 60%.

D. 25%

Hướng dẫn giải
Gọi phần trăm số nguyên tử

 x  y  100

35

Cl ,

37

Cl lần lượt là x%, y%.

 *

Nguyên tử khối trung bình của clo là 35,5 nên ta có:

35 x  37 y
 35,5
100

**

Từ (*) và (**) suy ra: x  75; y  25
 Chọn D.
Trang 6


Bài toán 2: Đếm số loại phân tử
Phương pháp giải

Liệt kê các đồng vị của các nguyên tố trong phân tử. Tổ hợp các đồng vị hình thành phân tử đã cho.
Ví dụ: Oxi có ba đồng vị 16O, 17O,18O. Có bao nhiêu loại phân tử O2?
Hướng dẫn giải
Oxi có ba đồng vị 16O, 17O, 18O.
Các phân tử O2 thỏa mãn gồm: 16O16O, 16O17O, 16O18O, 17O17O, 17O18O, 18O18O.
 Có sáu loại phân tử O2 thỏa mãn.
Ví dụ mẫu
35
37
Cl ; 17
Cl. Có thể tạo ra số phân tử hiđro clorua (HCl) là
Ví dụ 1: Có các đồng vị sau 11 H ; 12 H ; 17

A. 2.

B. 5.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải
Các phân tử HCl được tạo ra là: 11 H1735Cl , 11H1737Cl , 12 H1735Cl , 12 H1737Cl
 Chọn D.
Ví dụ 2: Trong tự nhiên cacbon có hai đồng vị 12C và 13C, oxi có ba đồng vị 16O, 17O và 18O. Số loại phân
tử CO2 từ các đồng vị trên là
A. 12.

B. 6.

C. 9.

D. 15.

Hướng dẫn giải
Số loại phân tử CO2 là:
12 16

C O16O, 12C16O17O 12C16O18O, 12C17O17O, 12C17O18O, 12C18O18O

13 16

C O16O, 13C16O17O, 13C16O18O, 13C17O17O, 13C17O18O, 13C18O18O

 Có 12 loại phân tử CO2
 Chọn A.
Bài toán 3: Phần trăm khối lượng đồng vị trong hợp chất
Phương pháp giải
Lấy số mol hợp chất bằng 1 mol, từ đó ta sẽ tính được số mol mỗi đồng vị  Tính được phần trăm khối
lượng mỗi đồng vị.
Ví dụ: Trong tự nhiên X có hai đồng vị X1 (x% số nguyên tử), X2. Tính phần trăm khối lượng đồng vị X1
trong X2On (biết

16
8

O ).
Hướng dẫn giải

Lấy n X 2On  1 mol  n X  2.1  2 mol

 n X1  2.x% mol
Ta có: A X 

x. Ax1  100  x  . Ax2
100
Trang 7


 % m X1 

mX1
mX 2On

.100% 



Ax1 .  2.x% 
2. Ax  16n



.100%

Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Trong tự nhiên, nguyên tố clo có hai đồng vị bền là
75,77% về số nguyên tử. Phần trăm khối lượng của
A. 26,16%.

37
17

B. 24,23%.

35
17

Cl và

37
17

Cl , trong đó đồng vị

35
17

Cl chiếm

Cl trong CaCl2 là

C. 16,16%.

D. 47,80%.

Hướng dẫn giải
35
37
Cl  %17

Cl  100%
Ta có: %17
37
 %17
Cl  100%  75,77%  24, 23%

Nguyên tử khối trung bình của Cl là

ACl 

35.75,77  37.24, 23
 35, 4846
100

Gọi số mol của CaCl2 là 1 mol  nCl  2.1  2mol
Do đó: n37 Cl  2.

 %m37 Cl 


24, 23
 0, 4846mol
100

m37 Cl
mCaCl2

.100%

37.0, 4846

.100%
 40  35, 4846.2  .1

 16,16%
 Chọn C.
Lưu ý:

%m37 Cl 

37.0, 2423.2
.100%
40  35, 4846.2

 16,16%

Ví dụ 2: Trong tự nhiên, nguyên tố đồng có hai đồng vị là
27% về số nguyên tử. Phần trăm khối lượng của
A. 88,82%.

B. 73,00%.

63
29

63
29

Cu và

65

29

Cu , trong đó đồng vị

65
29

Cu chiếm

Cu trong Cu2O là
C. 32,15%.

D. 64,29%.

Hướng dẫn giải
Ta có: %65 Cu  %63 Cu  100%  %63 Cu  100%  27%  73%
Nguyên tử khối trung bình của Cu là: ACu 

65.27  63.73
 63,54
100
Trang 8


Gọi số mol của Cu2O là 1 mol  nCu  1.2  2mol
Do đó: n 63 Cu  2.

 %m63 Cu 


73
 1, 46mol
100

m63 Cu
mCu2O

.100%

63.1, 46
.100%
 63,54.2  16  .1

 64, 29%
Lưu ý:

63.0,73.2
.100%
63,54.2  16
 64, 29%

 %m63 Cu 

Bài tập tự luyện dạng 2
Bài tập cơ bản
Câu 1: Trong tự nhiên đồng có hai đồng vị là 63Cu và 65Cu, oxi có ba đồng vị là
phân tử đồng (II) oxit hình thành từ các đồng vị trên là
A. 3.

B. 4.

C. 5.

16

O; 17O; 18O. Số loại

D. 6.

Câu 2: Đồng có hai đồng vị 63Cu và 65Cu. Khối lượng nguyên tử trung bình của đồng là 63,54. Thành
phần phần trăm số nguyên tử của đồng vị 65Cu là
A. 20%.

B. 70%.

C. 73%.

D. 27%.

Câu 3: Trong tự nhiên, nguyên tố Bo có hai đồng vị 11B (80,1%) và 10B . Nguyên tử khối trung bình của
nguyên tố Bo là
A. 10,2.

B. 10,8.

Câu 4: Clo có hai đồng vị là

35
17

Cl và

C. 11,0.
37
17

D. 10,0.

Cl . Tỉ lệ tương ứng về số nguyên tử của hai đồng vị này là 3 : 1.

Nguyên tử khối trung bình của clo là
A. 35,0.

B. 37,0.

C. 35,5.

D. 37,5.

Bài tập nâng cao
Câu 5: Hỗn hợp hai đồng vị bền của một ngun tố có ngun tử khối trung bình là 40,08. Hai đồng vị
này có số nơtron hơn kém nhau hai hạt, đồng vị có số khối lớn hơn chiếm 4% về số nguyên tử. Số khối
lớn là
A. 40.

B. 42.

C. 41.

D. 43.

Câu 6: Một nguyên tố X có ba đồng vị là X1, X2 và X3. Đồng vị X1 chiếm 92,23%, X2 chiếm 4,67% và
X3 chiếm 3,10% số nguyên tử. Tổng số khối của ba đồng vị bằng 87. Số nơtron trong đồng vị X2 nhiều
hơn số nơtron trong đồng vị X1 là một hạt. Nguyên tử khối trung bình của X là 28,0855 và trong X1 có số
nơtron bằng số proton. Số nơtron của X2 là
A. 14.

B. 15.

C. 13.

D. 16.

Trang 9


Câu 7: Trong tự nhiên bạc có hai đồng vị bền là
107,87. Hàm lượng 107Ag có trong AgNO3 là
A. 35,56%

B. 43,12%.

A. 8,43%.

Ag và

109

Ag. Nguyên tử khối trung bình của Ag là

C. 35,59%.

Câu 8: Trong tự nhiên clo có hai đồng vị bền:
Thành phần phần trăm theo khối lượng của

107

37
17

37
17

D. 64,44%.

Cl chiếm 24,23% tổng số nguyên tử, còn lại là

35
17

Cl .

Cl trong HClO4 là

B. 8,79%.

C. 8,92%.

D. 8,56%.

ĐÁP ÁN
Dạng 1: Kí hiệu nguyên tử
1- A

2- B

3- C

4- B

5- D

6- A

4- C

5- B

6- B

Dạng 2: Bài toán về đồng vị
1- D

2- D

3- B

7- C

8- C

Trang 10


Trang 11


Trang 12