Các khái niệm tiền đề
Nguyên tử: Nền tảng của vật chất
Nguyên tử là đơn vị cơ bản của vật chất, có kích thước siêu nhỏ và bao gồm các hạt trung hoà về điện. Mỗi nguyên tử có một hạt nhân ở trung tâm và được bao bọc bởi đám mây điện tích âm electron.
Những nguyên tử thường có kích thước siêu nhỏ, chỉ tầm vài phần mười của nano mét. Chúng được kí hiệu là Z (Zahl theo tiếng Đức).
Nguyên tử bao gồm phần hạt nhân và lớp vỏ:
- Hạt nhân: chứa proton (p) tích điện dương (+) và neutron (n) không tích điện.
- Lớp vỏ: bao gồm electron (e) tích điện âm (-) chuyển động liên tục.
Nguyên tử khối: Khối lượng của vật chất
Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của một nguyên tử. Ký hiệu của nguyên tử khối là (M) và bằng số khối hạt nhân: M = A.
Nguyên tử khối cho biết khối lượng của một nguyên tử so với đơn vị khối lượng nguyên tử. Đơn vị của nguyên tử khối là u (đơn vị khối lượng nguyên tử).
Khối lượng của một nguyên tử bằng tổng khối lượng của proton, neutron và electron trong nguyên tử đó. Tuy nhiên, vì khối lượng của electron rất nhỏ so với tổng khối lượng nên ta coi khối lượng của electron bằng 0. Vì vậy, khi xét đến khối lượng nguyên tử, ta coi khối lượng nguyên tử bằng tổng khối lượng proton và neutron trong hạt nhân nguyên tử (mNT = mp + mn).
Đồng vị: Sự đa dạng của nguyên tử
Các đồng vị là các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học có thể có số khối khác nhau. Điều này đến từ việc hạt nhân của các nguyên tử đó có cùng số proton nhưng có thể khác số neutron.
Các đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học được xếp vào cùng một vị trí trong bảng tuần hoàn.
Ví dụ: nguyên tố Hidro có 3 đồng vị, trong đó đồng vị 1H chiếm đa số. Các đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học có số neutron khác nhau, do đó có một số tính chất vật lí khác nhau.
Đăng ký ngay để được các thầy cô ôn tập và xây dựng lộ trình học tập THPT vững vàng
Nguyên tử khối trung bình
Định nghĩa nguyên tử khối trung bình
Hầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị với tỉ lệ phần trăm số nguyên tử xác định. Nguyên tử khối trung bình của các nguyên tố có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của hỗn hợp các đồng vị đó, có tính đến tỉ lệ phần trăm số nguyên tử tương ứng.
Công thức tính nguyên tử khối trung bình
M trung bình = Σ(M × % số nguyên tử)/100
Trong đó:
- M: nguyên tử khối của các đồng vị
- % số nguyên tử: phần trăm số nguyên tử của các đồng vị
- Σ: tổng
Một số ví dụ bài tập tính nguyên tử khối trung bình
Bài 1: Nguyên tố Cacbon có 2 đồng vị bền: 612C chiếm 98,89% và 613C chiếm 1,11%. Nguyên tử khối trung bình của C là bao nhiêu?
M trung bình = 12 × 98,89 + 13 × 1,11 ÷ 100 = 12,0111
Vậy nguyên tử khối trung bình của C là 12,0111.
Để khám phá thêm nhiều bài tập thú vị và học tốt hoá học, hãy truy cập fptskillking.edu.vn.
Bài tập tính nguyên tử khối trung bình
Bài 1: Trong tự nhiên, X có hai đồng vị 1735X và 1737X, chiếm lần lượt 75,77% và 24,23% số nguyên tử X. Y có hai đông vị à 11Y và 12Y, chiếm lần lượt 99,2% và 0,8% số nguyên tử Y.
a) Trong tự nhiên có bao nhiêu loại phân tử XY?
b) Phân tử khối trung bình của XY là bao nhiêu?
c) Phân tử XY là chất nào?
Hướng dẫn giải chi tiết:
a) Có 4 loại phân tử XY, bao gồm: 35X – 1Y, 35X – 2Y, 37X – 1Y, 37X – 2Y.
b) Nguyên tử khối trung bình của X là: (75,77 × 35 + 24,23 × 37) ÷ 100 = 35,485
Nguyên tử khối trung bình của Y là: (99,2 × 1 + 0,8 × 2) ÷ 100 = 1,008
Phân tử khối trung bình của XY là: 35,485 + 1,008 = 36,493 ≈ 36,5.
c) Phân tử XY là HCl.
Bài 2: Cho hợp chất AB2 tạo bởi hai nguyên tố A, B. B có hai đồng vị 79B: chiếm 55% số nguyên tử B và đồng vị 81B. Trong AB2, phần trăm khối lượng của A là bằng 28,51%. Tính nguyên tử khối trung bình của A, B.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Giải hệ phương trình sau:
a + b = 100 (1)
12a/100 + 13b/100 = 12,01 (2)
Từ đó, ta có a = 99 và b = 1.
Số khối của đồng vị B là: 79 × 55 + 81 × 45 ÷ 100 = 79,9.
Số khối của đồng vị A là: 100 – 79,9 = 20,1.
Vậy nguyên tử khối trung bình của A là 20,1 và B là 79,9.
Bài 3: Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Trong tự nhiên, đồng có hai đồng vị Cu2963 và Cu2965. Tính tỉ lệ phần trăm số nguyên tử của đồng vị Cu2963 tồn tại trong tự nhiên.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Gọi x là % số nguyên tử của Cu2963 ⇒ 100 – x là % của Cu2965.
Ta có: 63,54 = (63x + 65(100 – x))/100 ⇒ x = 73.
Vậy Cu2963 chiếm 73%.
Bài 4: Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Trong tự nhiên, đồng có hai đồng vị Cu2963 và Cu2965. Tính tỉ lệ phần trăm số nguyên tử của đồng vị Cu2963 tồn tại trong tự nhiên.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Gọi x là % số nguyên tử của Cu2963 ⇒ 100 – x là % của Cu2965.
Ta có: 63,54 = (63x + 65(100 – x))/100 ⇒ x = 73.
Vậy Cu2963 chiếm 73%.
Bài 5: Trong tự nhiên Oxi có 3 đồng vị 16O(x1%), 17O(x2%), 18O (4%), nguyên tử khối trung bình của Oxi là 16,14. Phần trăm đồng vị 16O và 17O lần lượt là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải chi tiết:
Ta có: x1 + x2 + 4 = 100 (1)
(16×1 + 17×2 + 18 × 4)/100 = 16,14 (2)
Giải hệ phương trình trên ta được x1 = 90 và x2 = 6.
Bài viết này đã cung cấp cho bạn các kiến thức cần thiết về nguyên tử khối trung bình kèm theo bộ câu hỏi thú vị. Để tìm hiểu thêm về hoá học và học tốt môn này, hãy truy cập fptskillking.edu.vn ngay hôm nay.
