Giải SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Thành phần của nguyên tử

Hoạt động mở đầu (trang 13) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Từ rất lâu, các nhà khoa học đã nghiên cứu các mô hình nguyên tử và cập nhật chúng thông qua việc thu thập những dữ liệu thực nghiệm. Nguyên tử gồm những hạt cơ bản nào? Cơ sở nào để phát hiện ra các hạt cơ bản đó và chúng có tính chất gì?

Trả lời:

- Nguyên tử gồm các hạt cơ bản: proton, electron và neutron.

+ Hạt electron kí hiệu là e, mang điện tích âm.

+ Hạt proton kí hiệu là p, mang điện tích dương.

+ Hạt neutron kí hiệu là n, không mang điện.

-  Cơ sở để phát hiện ra các hạt cơ bản trên là:

+ Thông qua thí nghiệm khám phá tia âm cực của Thomson đã phát hiện ra hạt electron.

+ Khi bắn phá hạt nhân nguyên tử nitrogen bằng các hạt α, Rutherford đã phát hiện ra hạt proton.

+ Khi dùng các hạt α bắn phá hạt nhân nguyên tử beryllium, J. Chadwick đã phát hiện hạt neutron.

1. Thành phần cấu tạo nguyên tử

Câu hỏi 1 (trang 13) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Quan sát hình 2.1 cho biết thành phần nguyên tử gồm những loại hạt nào?

Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Thành phần của nguyên tử

Trả lời:

- Nguyên tử gồm hạt nhân chứa proton, neutron và vỏ nguyên tử chứa electron

2. Sự tìm ra Electron

Câu hỏi 2 (trang 14) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Cho biết vai trò của màn huỳnh quang trong thí nghiệm ở Hình 2.2

Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Thành phần của nguyên tử

Trả lời:

Ông quan sát thấy màn huỳnh quang trong ống phát sáng do những tia phát ra từ cực âm (tia âm cực)

=> Quan sát và phát hiện ra tia âm cực

Câu hỏi 3 (trang 14) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Quan sát Hình 2.2, giải thích vì sao tia âm cực bị hút về cực dương của trường điện

Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Thành phần của nguyên tử

Trả lời:

- Tia âm cực mang điện âm nên bị hút về cực dương của trường điện.

Câu hỏi 4 (trang 14) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Nếu đặt một chong chóng nhẹ trên đường đi của tia âm cực thì chong chóng sẽ quay. Từ hiện tượng đó, hãy nêu kết luận về tính chất của tia âm cực

Trả lời:

- Tia âm cực có dạng hạt và truyền theo đường thẳng

3. Sự khám phá hạt nhân nguyên tử

Câu hỏi 5 (trang 16) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Quan sát Hình 2.3, cho biết các hạt α có đường đi như thế nào. Dựa vào Hình 2.4, giải thích kết quả thí nghiệm thu được

Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Thành phần của nguyên tử

Trả lời:

- Quan sát Hình 2.3 thấy được: hầu hết các hạt α đi thẳng, có vài hạt bị bắn theo đường gấp khúc

- Quan sát Hình 2.4 giải thích: các hạt α bị bắn theo đường gấp khúc là do va vào hạt nhân của nguyên tử vàng, các hạt không va vào hạt nhân thì đi thẳng

Luyện tập (trang 16) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Nguyên tử oxygen có 8 electron, cho biết hạt nhân của nguyên tử này có điện tích là bao nhiêu?

Lời giải:

Điện tích của hạt nhân nguyên tử do proton quyết định.

Nguyên tử trung hòa về điện nên số proton = số electron.

⇒ Điện tích hạt nhân của nguyên tử oxygen là +8.

4. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử

Câu hỏi 6 (trang 16) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Điện tích của hạt nhân nguyên tử do thành phần nào quyết định? Từ đó rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa số đơn vị điện tích hạt nhân và số proton

Trả lời:

- Điện tích của hạt nhân nguyên tử do proton quyết định.

- Số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton

Luyện tập (trang 17) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Nguyên tử natri (sodium) có điện tích hạt nhân là +11. Cho biết số proton và số electron trong nguyên tử này

Lời giải:

- Nguyên tử natri có điện tích hạt nhân là +11

=> Số đơn vị điện tích hạt nhân = 11

- Mà số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron trong nguyên tử

=> Nguyên tử natri có 11 proton và 11 electron

5. Kích thước và khối lượng nguyên tử

Câu hỏi 7 (trang 17) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Quan sát hình 2.6, hãy lập tỉ lệ giữa đường kính nguyên tử và đường kính hạt nhân của nguyên tử carbon. Từ đó rút ra nhận xét

Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Thành phần của nguyên tử

Trả lời:

- Tỉ lệ: đường kính nguyên tử / đường kính hạt nhân = 10-10 : 10-14 = 104

- Nhận xét: đường kính nguyên tử lớn hơn đường kính hạt nhân khoảng 10000 lần

Câu hỏi 8 (trang 18) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Dựa vào Bảng 2.1, hãy lập tỉ lệ khối lượng của một proton với khối lượng của một electron. Kết quả này nói lên điều gì?

Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Thành phần của nguyên tử

Trả lời:

- Tỉ lệ khối lượng 1 proton với 1 electron: 

Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Thành phần của nguyên tử

=> Khối lượng 1 electron nhỏ hơn rất nhiều so với khối lượng 1 proton

=> Có thể coi khối lượng nguyên tử = khối lượng hạt nhân do khối lượng của electron không đáng kể so với khối lượng của proton và neutron

Luyện tập (trang 18) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Nguyên tử oxygen – 16 có 8 proton, 8 neutron và 8 electron. Tính khối lượng nguyên tử oxygen theo đơn vị gam và amu.

Lời giải:

Một cách gần đúng, khối lượng của nguyên tử oxygen là:

mnt = mp + mn = 8 + 8 = 16 amu = 2,656.10-23 gam

Vận dụng (trang 19) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Sử dụng sơ đồ tư duy để mô tả cấu tạo nguyên tử và hệ thống hóa kiến thức của bài học.

Lời giải:

Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Thành phần của nguyên tử

Bài tập

Bài tập 1 (trang 19) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Hãy cho biết dữ kiện nào trong thí nghiệm Rutherford chứng minh nguyên tử có cấu tạo rỗng

Lời giải:

- Dữ kiện: hầu hết các hạt alpha đều xuyên thẳng qua lá vàng điều đó chứng tỏ nguyên tử có cấu tạo rỗng nên các hạt alpha có thể đi xuyên qua lá vàng.

Bài tập 2 (trang 19) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Thông tin nào sau đây không đúng?

A. Proton mang điện tích dương, nằm trong hạt nhân, khối lượng gần bằng 1 amu

B. Electron mang điện tích âm, nằm trong hạt nhân, khối lượng gần bằng 0 amu

C. Neutron không mang điện, khối lượng gần bằng 1 amu

D. Nguyên tử trung hòa về điện, có kích thước lớn hơn nhiều so với hạt nhân, nhưng có khối lượng gần bằng khối lượng hạt nhân

Lời giải:

Thông tin ở đáp án B không đúng vì electron nằm ở lớp vỏ, không nằm ở trong hạt nhân

Bài tập 3 (trang 19) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Mỗi phát biểu dưới đây mô tả loại hạt nào trong nguyên tử?

a) Hạt mang điện tích dương.

b) Hạt được tìm thấy trong hạt nhân và không mang điện.

c) Hạt mang điện tích âm.

Lời giải:

a) Hạt mang điện tích dương: Hạt proton

b) Hạt được tìm thấy trong hạt nhân và không mang điện: Hạt neutron

c) Hạt mang điện tích âm: Hạt electron

Bài tập 4 (trang 19) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 2:

a) Cho biết 1 g electron có bao nhiêu hạt?

b) Tính khối lượng của 1 mol electron (biết hằng số Avogadro có giá trị là 6,022 x 1023).

Lời giải:

a) Vì 1 hạt electron nặng 9,11 x 10-28 g nên 1 g electron có số hạt là:

1 : 9,11 : 10-28 = 1,098 x 1027 (hạt)

b) 1 mol electron có chứa số hạt là 6,022 x 1023 hạt

Do đó 1 mol electron có khối lượng là:

6,022 x 1023 x 9,11 x 10-28 = 5,486 x 10-4 (g)