Thành phần cấu tạo nguyên tử – Kích thước và khối lượng nguyên tử

Nguyên tử có cấu tạo như thế nào? Nguyên tử có kích thước, khối lượng và điện tích của các hạt tạo thành nguyên tử là bao nhiêu? Trong bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu về thành phần cấu tạo nguyên tử cũng như kích thước và khối lượng của nó các bạn nhé!

I. Thành phần cấu tạo nguyên tử

Từ những kết quả thực nghiệm, người ta chứng minh được xác định thành phần nguyên tử gồm có hạt nhân và lớp vỏ electron.

1. Lớp vỏ electron

Lớp vỏ electron gồm các hạt electron mang điện tích âm (-) chuyển động trong không gian xung quanh hạt nhân. Electron kí hiệu là e.

• Khối lượng: me = 9,1094.10-31 kg
• Điện tích: qe = -1,602.10-19 C (culông)
• Điện tích của electron được kí hiệu là – eo và quy ước bằng 1-.

2. Hạt nhân nguyên tử

Hạt nhân nguyên tử gồm các hạt proton mang điện tích dương (+) và notron không mang điện. Hạt proton kí hiệu là p, hạt notron kí hiệu là n.

• Khối lượng proton: mp = 1,6726.10-27 (kg)
• Điện tích của proton: qp = + 1,602.10-19 C (culông)
• Khối lượng notron: mn = 1,6748.10-27 (kg)
• Điện tích của notron: qn = 0

Như vậy, thành phần cấu tạo nguyên tử gồm:

– Hạt nhân nguyên tử nằm ở tâm của nguyên tử gồm các hạt proton và notron.

– Vỏ nguyên tử gồm các electron chuyển động xung quanh hạt nhân.

Thành phần cấu tạo nguyên tử

II. Kích thước và khối lượng của nguyên tử

1. Kích thước nguyên tử

• Kích thước của nguyên tử: mỗi nguyên tử có kích thước khoảng 10-10 m = 0,1 nm. Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử H có bán kính r = 0,053 nm.
• Đường kính của hạt nhân nguyên tử khoảng 10-5 nm.
• Đường kính của e lectron và proton khoảng 10-8 nm.

2. Khối lượng nguyên tử

– Để biểu thị khối lượng của một nguyên tử, phân tử hay các hạt e, p, n, người ta dùng đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u. u còn được gọi là đvC.

– 1u = 1/12 khối lượng của 1 nguyên tử đồng vị Cacbon 12. Nguyên tử này có khối lượng là 19,9265.10-27 kg.

1u = 19,9265.10-27/12 ≈ 1,6605.10-27 kg

Ví dụ:

• Khối lượng của 1 nguyên tử H là 1,6738.10-27 ≈ 1u.
• Khối lượng của 1 nguyên tử C là 9,9265.10-27 = 12 u.

Bài tập về nguyên tử

Bài 1. Các hạt cấu tạo nên hạt nhân của hầu hết các nguyên tử là:

A. Electron và proton

B. Proton và nơtron

C. Nơtron và electron

D. Electron, proton và nơtron

Chọn đáp án đúng.

Giải: chọn đáp án B

Cấu tạo của hầu hết các hạt nhân nguyên tử là proton và nơtron, trừ hạt nhân nguyên tử của hiđro chỉ có proton.

Bài 2. Các hạt cấu tạo nên hầu hết các nguyên tử là:

A. Proton và electron

B. Nơtron và electron

C. Nơtron và proton

D. Nơtron, proton và electron

Giải: chọn đáp án D

Các hạt cấu tạo nên hầu hết các nguyên tử là nơtron, proton và electron, trừ nguyên tử của hiđro chỉ có proton và electron.

Bài 3. Nguyên tử có đướng kính lớn gấp khoảng 10 000 lần đường kính hạt nhân. Nếu ta phóng đại hạt nhân lên thành một quả bóng có đường kính 6 cm thì đường kính của nguyên tử sẽ là:

A. 200 m

B. 300 m

C. 600 m

D. 1200 m

Giải: chọn đáp án C

Đường kính nguyên tử sẽ là 6 x 10 000 = 60 000 cm = 600 m.

Bài 4. Tìm tỉ số về khối lượng của electron sơ với proton và nơtron.

Giải:

Tỉ số về khối lượng của electron sơ với proton:

(9,1095.10-31)/(1,6726.10-27) = 1/1836

Tỉ số về khối lượng của electron sơ với nơtron:

(9,1095.10-31)/(1,6748.10-27) = 1/1839

Bài 5. Nguyên tử kẽm có bán kính r = 1,35.10-1 nm và có khối lượng nguyên tử là 65 u.

a) Tính khối lượng riêng của nguyên tử kẽm.

b) Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử kẽm tập trung ở hạt nhân với bán kính r = 2.10-6 nm. Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm.

Cho biết V hình cầu = 4/3.π.r3

Giải:

a) Ta có: rZn = 1,35.10-1 nm = 0,135.10-7 cm

1 u = 1,6605.10-27 kg = 1,6605.10-24 g

=> mZn = 65 x 1,6605.10-24 g = 107,9.10-24 g

=> V nguyên tử Zn = 4/3.π.r3 = 4/3.π. (0,135.10-7)3 = 10,3.10-24 cm

=> D nguyên tử Zn = m/V = 107,9.10-24/107,9.10-24 = 10,48 g/cm3

b) Ta có r hạt nhân Zn= 2.10-6 nm = 2.10-13 cm

m hạt nhân Zn = 107,9.10-24 g

=> V hạt nhân Zn = 4/3.π.(2.10-13)3 = 33,49.10-39 cm3

=> D hạt nhân nguyên tử Zn = m/V = 107,9.10-24/33,49.10-39 = 3,22.1015 g/cm3

Lời Kết

Vậy là chúng ta đã tìm hiểu được về cấu tạo nguyên tử cũng như kích thước, khối lượng của nó. Hi vọng bài viết này hữu ích với các bạn. Hãy chia sẻ đến những người bạn của bạn nhé! Chúc các bạn học tốt!