a. Tìm hiểu về điện tích hạt nhân

Hình 3.1. Mô hình nguyên tử nitrogen theo Rutherford

– Số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) = số proton (P) = số electron (E). – Điện tích hạt nhân = +Z.

b. Tìm hiểu về số khối của nguyên tử

Bảng 3.1. Số lượng các hạt cơ bản và số khối của nguyên tử một số nguyên tố

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

a. Tìm hiểu về số hiệu nguyên tử

– Số hiệu nguyên tử của một nguyên tố được quy ước bằng số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của nguyên tố đó.

– Số hiệu nguyên tử (kí hiệu là Z) cho biết:

+ Số proton trong hạt nhân nguyên tử.

+ Số electron trong nguyên tử.

– Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố được gọi là số hiệu nguyên tử (Z) của nguyên tố đó. – Mỗi nguyên tố hoá học có một số hiệu nguyên tử.

b. Tìm hiểu khái niệm nguyên tố hoá học

Protium, deuterium và tritium là các loại nguyên tử của nguyên tố hydrogen.

Hình 3.2. Các loại nguyên tử của nguyên tố hydrogen

Nguyên tố hoá học là tập hợp những nguyên tử có cùng diện tích hạt nhân.

c. Tìm hiểu kí hiệu nguyên tử

– Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử (còn được gọi là số hiệu nguyên tử) của một nguyên tố hoá học và số khối được xem là những đặc trưng cơ bản của nguyên tử.

– Để kí hiệu nguyên tử, người ta thường ghi các chỉ số đặc trưng ở bên trái kí hiệu nguyên tố với số khối A ở phía trên, số hiệu nguyên tử Z ở phía dưới.

Kí hiệu nguyên tử được sử dụng để biểu thị nguyên tử của một nguyên tố hoá học. \(_Z^AX\) trong đó: – A là số khối – Z là số hiệu nguyên tử – X là kí hiệu nguyên tố hóa học

– Tìm hiểu khái niệm đồng vị

+ Các nguyên tử của cùng một nguyên tố hoá học có thể có số khối khác nhau. Sở dĩ như vậy vì hạt nhân của các nguyên tử đó có cùng số proton, nhưng có thể khác số neutron. Những nguyên tử này được gọi là đồng vị của một nguyên tố hoá học.

+ Trong tự nhiên, hầu hết các nguyên tố được tìm thấy dưới dạng hỗn hợp của các đồng vị. Một nguyên tố hoá học dù dạng đơn chất hay hợp chất thì tỉ lệ giữa các đồng vị của nguyên tố này là không đổi. Ví dụ, các quả chuối đều chứa nguyên tố potassium (K) trong thành phần dinh dưỡng của chúng. Chúng có thể khác nhau về kích thước, hình dáng, mùi vị cũng như được thu hoạch ở những vị trí địa lí khác nhau nhưng đều chứa 93,26% số nguyên tử \(_{19}^{39}K\); 6,73% số nguyên tử \(_{19}^{41}K\) và 0,01% số nguyên tử \(_{19}^{40}K\) trong tổng số nguyên tử potassium có trong chúng.

+ Ngoài những đồng vị bền, các nguyên tố hoá học còn có một số đồng vị không bền, gọi là các đồng vị phóng xạ, được sử dụng nhiều trong đời sống, y học, nghiên cứu khoa học, …

Các đồng vị của một nguyên tố hoá học là những nguyên tử có cùng số proton (P), cùng số hiệu nguyên tử (Z), nhưng khác nhau về số neutron (N). Do đó, số khối (A) của chúng khác nhau.

a. Tìm hiểu nguyên tử khối

– Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử. Khối lượng của một nguyên tử bằng tổng khối lượng của proton, neutron và electron trong nguyên tử đó. Proton và neutron đều có khối lượng gần bằng 1 amu, electron có khối lượng nhỏ hơn rất nhiều (khoảng 0,00055 amu). Do đó, có thể coi nguyên tử khối có giá trị bằng số khối.

Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử (1 amu).

b. Xác định nguyên tử khối trung bình

– Mỗi nguyên tố thường có nhiều đồng vị, do đó trong thực tế, người ta thường sử dụng giá trị nguyên tử khối trung bình. Muốn xác định giá trị nguyên tử khối trung bình của một nguyên tố, ta cần phải biết được phần trăm số nguyên tử các đồng vị của nguyên tố đó trong tự nhiên. Người ta thường sử dụng phương pháp phổ khối lượng (Mass Spectrometry-MS) để xác định phần trăm số nguyên tử các đồng vị trong tự nhiên của các nguyên tố. Đây cũng là một phương pháp quan trọng trong việc phân tích thành phần và cấu trúc các chất.

– Trong tự nhiên, Chlorine có hai đồng vị là \(_{17}^{35}Cl\) và \(_{17}^{37}Cl\)  có tỉ lệ phần trăm số nguyên tử tương ứng là 75,76% và 24,24%.

– Cách xác định nguyên tử khối trung bình của Chlorine: \(\overline {{A_{Cl}}}  = \frac{{({A_{35}}_{Cl}.{\% ^{35}}Cl) + ({A_{37Cl}}.{\% ^{37}}Cl)}}{{100}} = \frac{{(35.75,76) + (37×24,24)}}{{100}}\)

Công thức tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố X:  \(\overline {{{\rm{A}}_{\rm{x}}}}  = \frac{{{a_1}.{A_1} + {a_2}.{A_2} + … + {a_i}.{A_i}}}{{100}}\) \(\overline {{{\rm{A}}_{\rm{x}}}} \) là nguyên tử khối trung bình của X. Ai là nguyên tử khối đồng vị thứ i. ai là tỉ lệ % số nguyên tử đồng vị thứ i.