Các dạng bài tập chương nguyên tử

CÁC DẠNG BÀI TẬP CHƯƠNG NGUYÊN TỬ. Dạng 1: Dạng bài tập tìm số khối, phần trăm đồng vị và nguyên tử khối trung bình (xem lại bài 2). Công thức cần nhớ: Ví dụ 1: Nguyên tố argon có 3 đồng vị: . Xác định nguyên tử khối trung bình của Ar. Giải: dựa vào công thức tính nguyên tử khối trung bình, ta có:   Ví dụ 2: Đồng có 2 đồng vị  là và . Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Xác định thành phần phần trăm của đồng vị . Giải: Đặt phần trăm của đồng vị  là x, suy ra phần trăm của đồng vị là 100-x. (Vì phần trăm của hai đồng vị cộng lại phải bằng 100%.) Ta có phương trình: 63.x + 65.(100 – x) = 63,54.100 Từ đó tính ra x = 73. Vậy phần trăm = 73%.   *** Cách giải toán nhanh dạng bài tập liên quan đến nguyên tử khối trung bình: * Quy tắc đường chéo: Gọi:    a : phần trăm số nguyên tử đồng vị X (có nguyên tử khối là X).           b : phần trăm số nguyên tử đồng vị Y (có nguyên tử khối là Y).           : là nguyên tử khối trung bình của hai đồng vị X, Y. Ta có quy tắc đường chéo áp dụng như sau: Biết 4 trong 5 đại lượng: a, b, X, Y, sẽ tìm được đại lượng còn lại. Ví dụ: Đồng có 2 đồng vị  là và . Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Xác định thành phần phần trăm của đồng vị . Bài giải: a: phần trăm của đồng vị  . b: phần trăm của đồng vị . Áp dụng quy tắc đường chéo, ta có: Mặt khác ta có: a + b = 100 ( Vì phần trăm của hai đồng vị cộng lại phải bằng 100%.) Ta có hệ phương trình: Giải ra, được a = 73% và b = 27%. Nếu bài toán có dạng tương tự nhưng yêu cầu tìm các đại lượng khác, ta cũng lập đường chéo ta và tìm đại lượng còn thiếu theo yêu cầu của đề bài.   Dạng 2: Xác định điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron, số electron, nguyên tử khối của các nguyên tử. Ví dụ: Hãy xác định điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron, số electron, nguyên tử khối của các nguyên tử sau:   Giải:   điện tích hạt nhân số proton số nơtron số electron nguyên tử khối 6+ 6 6 6 12 11+ 11 12 11 23 17+ 17 18 17 35 20+ 20 20 20 40   Dạng 3: Xác định số lớp electron, viết cấu hình electron nguyên tử, cho biết tính chất của nguyên tố. Ví dụ 1: Cho nguyên tố clo . a) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố clo. b) Cho biết nguyên tố đó là kim loại, phi kim hay khí hiếm? Vì sao? c) Nguyên tố đó là nguyên tố s, p, d hay f?   Giải: a) Cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố clo là : 1s22s22p63s23p5. b) Clo là phi kim vì clo có 7 electron ở lớp ngoài cùng. c) Nguyên tố clo là nguyên tố p vì electron ngoài cùng điền vào phân lớp p ở nguyên tử clo. Ví dụ 2: Cấu hình electron của nguyên tử canxi là: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s2. Hỏi: a) Nguyên tử canxi có bao nhiêu electron? b) Số hiệu nguyên tử của canxi là bao nhiêu? c) Lớp electron nào có mức năng lượng cao nhất? d) Có bao nhiêu lớp electron, mỗi lớp có bao nhiêu electron? e) Canxi là nguyên tố kim loại, phi kim hay khí hiếm? Vì sao?   Giải: a) Nguyên tử canxi có 20 electron. b) Số hiệu nguyên tử của canxi là 20. c) Lớp 4s là lớp electron có mức năng lượng cao nhất. d) Có 4 lớp electron: Lớp thứ nhất có 2 electron. Lớp thứ hai có 8 electron. Lớp thứ 3 có 8 electron. Lớp thứ 4 có 2 electron. e) Nguyên tố canxi là nguyên tố s vì electron ngoài cùng điền vào phân lớp s ở nguyên tử canxi.   Dạng 4: Tìm số hạt proton, nơtron, electron trong nguyên tử của một nguyên tố hóa học. Ví dụ 1: Tổng số hạt proton, nơtron và electron trong một nguyên tử của một nguyên tố là 13. a) Xác định nguyên tử khối. b) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó. (Cho biết: Các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 2 đến 82 trong bảng tuần hoàn thì ). Giải: Gọi Z là tổng số hạt proton, N là tổng số hạt nơtron, E là tổng số hạt electron. Ta có phương trình Z + N + E = 13. Theo đề bài cho : . Mặt khác ta cũng có phương trình Z = E. Vậy ta có hệ phương trình như sau : . Giải ra ta được Z = E = 4, N = 5. a) Vậy số khối của nguyên tử trên là A = Z + N = 4 + 5 = 9. b) Cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố (Z = 4) : 1s2 2s2.   Ví dụ 2: Nguyên tử của một nguyên tố X có cấu tạo bởi 82 hạt. Trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn hạt không mang điện là 22 hạt. a) Viết kí hiệu nguyên tử của nguyên tố X. b) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó. c) Cho biết X là kim loại hay phi kim? Tại sao? d) Cho biết X thuộc loại nguyên tố s, p, d, hay f?   Giải: Gọi Z là tổng số hạt proton, N là tổng số hạt nơtron, E là tổng số hạt electron. Ta có phương trình Z + N + E = 82. Theo đề bài cho : Z + E = N + 22. Mặt khác ta cũng có phương trình Z = E. Vậy ta có hệ phương trình như sau : . Giải ra ta được Z = E = 26, N = 30.   a) Số khối của nguyên tử X là A = Z + N = 26 + 30 = 56. Kí hiệu nguyên tử của X là . b) Cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố X (Z = 26) : 1s22s22p63s23p63d64s2. c) X là kim loại vì X có 2 electron ở lớp ngoài cùng. d) Nguyên tố X là nguyên tố d vì electron ngoài cùng điền vào phân lớp d ở nguyên tử X.   Dạng 5: Viết công thức các loại phân tử từ các loại đồng vị. Ví dụ: Viết công thức các loại phân tử hidro clorua biết rằng hiđro và clo có các đồng vị sau: Giải: Lấy một đồng vị hidro kết hợp với một đồng vị clo, ta được các cặp chất như sau: Như vậy ta được 6 phân tử hidro clorua tạo thành từ các đồng vị khác nhau của hidro và clo.