Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

21:44:1120/11/2019

Vào khoảng năm 1909 - 1911, Rơ-dơ-pho tìm ra sự tồn tại của hạt nhân trong nguyên tử và đề xuất cấu tạo nguyên tử gồm có hạt nhân và các electron. Các nhà vật lý tiếp tục đi sâu vào caaos tạo bên trong hạt nhân nguyên tử và Sát-uých (Chadwick) tìm ra hạt nơtron.

Vậy hạt nhân nguyên tử là gì? được cấu tạo như thế nào, có tính chất và đặc điểm gì? thế nào là hạt nhân đồng vị? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Cấu tạo của hạt nhân

1. Theo mô hình nguyên tử Rơ-dơ-pho:

- Hạt nhân tích điện dương +Ze (Z là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn).

2. Cấu tạo của hạt nhân

- Hạt nhân được cấu tạo bở nuclôn gồm 2 loại hạt là prôtôn và nơtron

Hạt Điện tích  Khối lượng
 Prôtôn  +e  1,67262.10-27kg
 Nơtron  0  1,67493.10-27kg

Một hạt nhân có:

 A: nuclôn (số khối)

 Z: prôtôn (nguyên tử số)

 N = A - Z: số nơtron

3. Ký hiệu hạt nhân

- Người ta dùng ký hiệu hóa học X của nguyên tố để đặt tên cho hạt nhân, thêm 2 chỉ số Z và A như sau: 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

- Ví dụ: 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
;
Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
;...

4. Đồng vị của hạt nhân

- Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số Z, khác số A (nuclôn) nghĩa là cùng số prôtôn và khác số nơtron.

- Ví dụ: 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 Hiđrô thường (prôtôn);
Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 Hiđrô nặng (Đơtơri);
Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 Hiđrô siêu nặng (Triti);

II. Khối lượng hạt nhân

1. Khối lượng hạt nhân

- Đơn vị khối lượng nguyên tử kí hiệu là u có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị.

 1u = 1,6055.10-27kg. 

2. Khối lượng và năng lượng

- Năng lượng (tính ra đơn vị eV) tương ứng với khối lượng 1u được xác định:

 1u = 931,5 MeV/c2.

- Một vật có khối lượng  khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với vận tốc v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với:

 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

Trong đó m0 được gọi là khối lượng nghỉ và m là khối lượng động.

- Năng lượng toàn phần: 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

- Năng lượng 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 được gọi là năng lượng nghỉ.

- Động năng của hạt nhân là: Wđ = E - E0 = (m - m0 )c2.

III. Bài tập về nội dung hạt nhân

* Bài 1 trang 180 SGK Vật Lý 12: Trong các câu sau, câu nào đúng? Câu nào sai?

1. Kích thước hạt nhân tỉ lệ với số nuclon A.

2. Các hạt nhân đồng vị có cùng số proton.

3. Các hạt nhân đồng vị có cùng số nuclon.

4. Điện tích hạt nhân tỉ lệ với số proton.

5. Một hạt nhân có khối lượng 1u thì sẽ có năng lượng tương ứng 931,5 MeV.

° Lời giải bài 1 trang 180 SGK Vật Lý 12:

1. Sai   2. Đúng   3. Sai

4. Đúng. Vì hạt nhân có cùng Z prôtôn thì có điện tích dương bằng +Ze.

5. Đúng. Vì 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 
Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

* Bài 2 trang 180 SGK Vật Lý 12: Các hạt nhân có cùng số A và khác số Z được gọi là các hạt nhân đồng khối, ví dụ:

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 và 
Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 . So sánh:

1. Khối lượng

2. Điện tích của hai hạt nhân đồng nhất.

° Lời giải bài 2 trang 180 SGK Vật Lý 12:

◊ Hai hạt nhân này có cùng số khối nên có khối lượng gần bằng nhau nhưng khác số Z nên có số điện tích khác nhau.

- Hạt nhân S có điện tích bằng +13e

- Hạt nhân Ar có điện tích bằng +18e.

* Bài 3 trang 180 SGK Vật Lý 12: Xác định khối lượng tính ra u của hạt nhân 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

° Lời giải bài 3 trang 180 SGK Vật Lý 12:

◊ Vì đơn vị u có giá trị bằng 1/12 khối lượng của nguyên tử đồng vị 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 nên khối lượng của nguyên tử 
Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 là 12u.

⇒ Khối lượng tính ra u của hạt nhân 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 là:

 mhn = 12u – 6me = 12u – 6.5,486.10-4.u = 11,99670u.

* Bài 4 trang 180 SGK Vật Lý 12: Chọn câu đúng. Tính chất hóa học của một nguyên tử phụ thuộc:

A. Nguyên tử số

B. Số khối

C. khối lượng nguyên tử.

D. Số các đồng vị

° Lời giải bài 4 trang 180 SGK Vật Lý 12:

◊ Chọn đáp án: A. Nguyên tử số

- Vì nguyên tử số Z là số thứ tự của nguyên tố trong bảng phân loại tuần hoàn.

* Bài 5 trang 180 SGK Vật Lý 12: Chọn câu đúng. Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng:

A. Số prôtôn

B. Số nơtron

C. số nuclon

D. Khối lượng nguyên tử

° Lời giải bài 5 trang 180 SGK Vật Lý 12:

◊ Chọn đáp án: A. Số prôtôn

- Vì hạt nhân đồng vị là các hạt có cùng số prôtôn và khác nhau số nơtron.

* Bài 6 trang 180 SGK Vật Lý 12: Chọn câu đúng. Số nuclôn trong 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 là bao nhiêu?

 A. 3    B.14    C.27    D.40

° Lời giải bài 6 trang 180 SGK Vật Lý 12:

◊ Chọn đáp án: C.27 

- Vì 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 nên có số nuclôn A = 27.

* Bài 7 trang 180 SGK Vật Lý 12: Số nơtron trong hạt nhân 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 là bao nhiêu?

 A.13    B.14    C27    D.40

° Lời giải bài 7 trang 180 SGK Vật Lý 12:

◊ Chọn đáp án: B.14

- Vì 

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
 nên có số prôtôn Z = 13, số nuclôn là A = 27

⇒ Số nơtron N = A - Z = 27 - 13 = 14.

Hy vọng với bài viết Hạt nhân, khối lượng hạt nhân, tính chất và cấu tạo hạt nhân ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt

¤ Xem thêm các bài viết khác tại:

» Muc lục SGK Hóa học 12 Lý thuyết và Bài tập

» Mục lục SGK Vật lý 12 Lý thuyết và Bài tập

  • Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
    Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!

Quảng cáo

Cần nhớ

- 1u = 1,6605. 10-27 kg

- 1Å = 10-8cm = 10-10 m

- Khối lượng nguyên tử tương đối và khối lượng nguyên tử tuyệt đối :

+ Khối lượng tuyệt đối (m) của nguyên tử là khối lượng thực của nguyên tử (rất nhỏ)

+ Khối lượng tương đối của nguyên tử (M) là khối lượng nguyên tử tính theo đơn vị Cacbon (đvC) hay còn gọi là khối lượng mol.

Quy ước 1đvC = 1u = 1/12 khối lượng tuyệt đối của 12C = 1,66 . 10-24 g

+ Mối quan hệ giữa khối lượng tương đối và khối lượng tuyệt đối :

m = 1,66.10-24M (gam) hoặc m = M/(6,023.1023) (gam)

- Nguyên tử có dạng hình cầu có thể tích V = 4/3πr3 (r là bán kính nguyên tử).

- Khối lượng riêng của nguyên tử d = m/V .

- 1 mol nguyên tử chứa N = 6,02.1023 nguyên tử

Quảng cáo

Câu 1:

Ví dụ 1. Cho nguyên tử kali có 19 proton, 20 nơtron và 19 electron.

a. Tính khối lượng tuyệt đối của một nguyên tử kali

b. Tính số nguyên tử kali có trong 0,975 gam kali

Hướng dẫn:

a) Khối lượng 19p: 1,6726. 10-27 .19 = 31,7794. 10-27 (kg)

Khối lượng 19e: 9,1094. 10-31 .19 = 137,0786. 10-31 (kg) = 0,0173. 10-27 (kg)

Khối lượng 20n: 1,6748. 10-27 .20 = 33,486. 10-27 (kg)

Khối lượng nguyên tử tuyệt đối của một nguyên tử K là:

31,7794. 10-27 + 0,0173. 10-27 + 33,486. 10-27 = 65,2927. 10-27 (kg)

b) Số mol K: nK = 0,025.6,02. 1023 = 0,15. 1023 nguyên tử.

Ví dụ 2. Khối lượng riêng của canxi kim loại là 1,55 g/cm3. Giả thiết rằng, trong tinh thể canxi các nguyên tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng. Xác định bán kính nguyên tử canxi. Cho nguyên tử khối của Ca là 40.

Hướng dẫn:

Câu 1. Nguyên tử khối của neon là 20,179. Hãy tính khối lượng của mỗi nguyên tử neon theo kg.

Hiển thị đáp án

Khối lượng của một nguyên tử neon theo kg:

m = 20,179.1,6605.10-27 kg ≈ 33,507.10-27 kg

Quảng cáo

Câu 2. Bán kính nguyên tử và khối lượng mol nguyên tử Fe lần lượt là 1,28Å và 56g/mol. Tính khối lượng riêng của Fe. Biết rằng trong tinh thể, các tính thể Fe chiếm 74% thể tích còn lại là phần rỗng.

Hiển thị đáp án

Từ công thức M (g/mol) = khối lượng tuyệt đối × N

⇒ Khối lượng của một nguyên tử Fe: mFe = 56/(6,02.1023 ) (gam)

Mặt khác, thể tích của một nguyên tử Fe:

V = 4/3π.(1,28.10-8 )3 ⇒ d = m/V = 10,59 (g/cm3 )

Vì sắt chỉ chiếm 74% thể tích trong tinh thể, nên khối lượng riêng đúng của sắt :

d'=10,59.74/100 ≈ 7,84 (g/cm3 )

Câu 3. Nguyên tử kẽm (Zn) có nguyên tử khối bằng 65u. Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân, với bán kính r = 2.10-15m. Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm là bao nhiêu tấn trên một centimet khối (tấn/cm3)?

Hiển thị đáp án

r = 2.10-15m = 2.10-13cm.

V = 4/3 πr3 = 4/3(3,14.(2.10-13)3) = 33,49.10-39 cm3.

Ta có 1u = 1,66.10-27 kg = 1,66.10-30 tấn.

Khối lượng riêng hạt nhân = (65.1,66.10-30)/(33,49.10-39) = 3,32.109 tấn/cm3 .

Câu 4. Nguyên tử Fe ở 20oC có khối lượng riêng là 7,87g/cm3 , với giả thiết này tinh thể nguyên tử Fe là những hình cầu chiếm 75% thẻ tích tinh thể, phân còn lại là những khe rỗng giữa các quả cầu. Cho khối lượng nguyên tử của Fe là 55,847. Tính bán kính nguyên tử gần đúng của Fe.

Hiển thị đáp án

Ta có thể tích một mol của nguyên tử Fe: V = 55,847/7,87 = 7,096 (cm3 )

Vậy thể tích của nguyên tử Fe là:

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

Mà ta có: Vnguyên tử Fe = 4/3 πR3

⇒ Bán kính nguyên tử gần đúng của Fe:

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

Câu 5. Theo định nghĩa, số Avogađro là một số bằng số nguyên tử đồng vị 12C có trong 12 gam đồng vị 12C. Số Avogađro được kí hiệu là N, N có giá trị là 6,023.1023. Khối lượng của một nguyên tử 12C là bao nhiêu gam ?

Hiển thị đáp án

Khối lượng của một nguyên tử cacbon 12, mC = 12/(6,023.1023) = 1,9924.10-23 gam

Quảng cáo

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 10 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Đã có lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

  • Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân
    Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

Công thức tính khối lượng riêng của hạt nhân

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k6: fb.com/groups/hoctap2k6/

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.

nguyen-tu.jsp