Bài toán về nguyên tử ( dành cho học sinh giỏi )

 a.m 1®vc .NTK 
(1§VC = KL cña NT(C) (MC = 1.9926.10- 23 g) = 1.9926.10- 23 g= 1.66.10- 24 g)
3) Sự tạo thành ion 
 Để đạt cấu trúc bão hòa ( 8e ở lớp ngoài cùng hoặc 2e đối với H ) thì các nguyên tử có thể nhường hoặc nhận thêm electron tạo ra những phần mang điện - gọi là ion
* Kim loại và Hiđro : nhường e để tạo ion dương ( cation)
	Ca 	– 2e ® Ca2 + 
* Các phi kim nhận e để tạo ion âm (anion)
	Cl	+ 1e 	® Cl - 
II- BÀI TẬP 
1) Một nguyên tử X có tổng số hạt e,p,n là 34. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10. Tìm tên nguyên tử X. Vẽ sơ đồ cấu tạo của nguyên tử X và ion được tạo ra từ nguyên tử X
2) Tìm tên nguyên tử Y có tổng số hạt trong nguyên tử là 13. Tính khối lượng bằng gam của nguyên tử.
3) Một nguyên tử X có tổng số hạt là 46, số hạt không mang điện bằng số hạt mang điện. Xác định nguyên tử X thuộc nguyên tố nào ? vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử X ?
4) Hợp chất A có công thức dạng MXy trong đó M chiếm 46,67% về khối lượng. M là kim loại, X là phi kim có 3 lớp e trong nguyên tử. Hạt nhân M có n – p = 4 . Hạt nhân X có n’=p’ ( n,p,n’,p’ là số nơtron và proton của nguyên tử M và X ). Tổng số proton trong MXy là 58. Xác định các nguyên tử M và X
Hướng dẫn:
	Nguyên tử M có : n – p = 4 Þ n = 4 + p Þ NTK = n + p = 4 + 2p 
	Nguyên tử X có : n’ = p’ Þ NTK = 2p’
	Trong MXy có 46,67% khối lượng là M nên ta có :
	 	 (1) 
	Mặt khác : p + y.p’ = 58 Þ yp’ = 58 – p ( 2) 
	Thay ( 2) vào (1) ta có :	4 + 2p = . 2 (58 – p ) giải ra p = 26 và yp’ = 32
	M có p = 26 ( Fe ) 
	X thõa mãn hàm số : p’ = ( 1£ y £ 3 )
y
1	2	 3	
P’
32(loại)	16	10,6 ( loại)
	Vậy X có số proton = 16 ( S ) 
5) Nguyên tử Z có tổng số hạt bằng 58 và có nguyên tử khối < 40 . Hỏi Z thuộc nguyên tố hoá học nào. Vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử của nguyên tử Z ? Cho biết Z là gì ( kim loại hay phi kim ? )
Hướng dẫn : 	đề bài Þ 2p + n = 58 Û n = 58 – 2p ( 1 )
	Mặt khác : p £ n £ 1,5p ( 2 )
	Þ p £ 58 – 2p £ 1,5p giải ra được 16,5 £ p £ 19,3 ( p : nguyên )
Vậy p có thể nhận các giá trị : 17,18,19
p
	17	18	19
n
	24	22	20
NTK = n + p
	41	40	39
 Vậy nguyên tử Z thuộc nguyên tố Kali ( K )
6) Tìm 2 nguyên tố A, B trong các trường hợp sau đây :
a) Biết A, B đứng kế tiếp trong một chu kỳ của bảng tuần hoàn và có tổng số điện tích hạt nhân là 25.
b) A, B thuộc 2 chu kỳ kế tiếp và cùng một phân nhóm chính trong bảng tuần hoàn. Tổng số điện tích hạt nhân là 32.
7) Nguyên tử A có n – p = 1 , nguyên tử B có n’=p’ . Trong phân tử AyB có tổng số proton là 30, khối lượng của nguyên tố A chiếm 74,19% .Tìm tên của nguyên tử A, B và viết CTHH của hợp chất AyB ? Viết PTHH xảy ra khi cho AyB và nước rồi bơm từ từ khí CO2 vào dung dịch thu được.
8) Các nguyên tố trong bảng có tính chất hoá học tương tự nhau:
Số nơtron
Số proton
Số khối
Sắp xếp electron
Mg ( Ma gie )
12
12
24
2,8,2
Ca ( Can xi )
20
10
10
2,8,8,2
Sr ( Stron ti )
49
38
87
2,8,18,8,2
Yếu tố nào ảnh hưởng nhiều nhất đến tính chất hoá học ?
A. 	Số proton trong nguyên tử	;	B.	 Số nơtron trong nguyên tử
C. 	Số khối mỗi nguyên tử	;	D. 	Sự sắp xếp các electron
9) Một nguyên tử R có 6e,6n,6p . Hãy tính tỉ số khối lượng của electron so với tổng khối lượng nguyên tử ? Từ đó nhận xét : có thể coi khối lượng hạt nhân là khối lượng nguyên tử được không Cho biết : me = 9,1. 10-28 gam ; mp = 0,1672.10-23 gam;	mn = 0,1675.10-23 gam 
10) Hợp chất X được tạo thành từ cation M+ và anion Y2- . Mỗi ion đều do 5 nguyên tử của 2 nguyên tố tạo nên. Tổng số proton trong M+ là 11 còn tổng số electron trong Y2- là 50.
Xác định CTPT của hợp chất X và gọi tên ? ứng dụng của chất này trong nông nghiệp . Biết rằng 2 nguyên tố trong Y2- thuộc cùng phân nhóm trong 2 chu kỳ liên tiếp của bảng tuần hoàn các ng.tố
Hướng dẫn :
Đặt CTTQ của hợp chất X là M2Y
Giả sử ion M+ gồm 2 nguyên tố A, B : 
Þ ion M+ dạng : AxBy + có : x + y = 5	( 1 )
	x.pA + y.pB = 11 	( 2) 
Giả sử ion Y 2- gồm 2 nguyên tố R, Q : 
Þ ion Y2- dạng : R x’Qy’ 2- có : x’ + y’ = 5	(3)
	 x’pR + y’.pQ = 48	(4 ) do số e > số p là 2 
Từ ( 1 ) và (2) ta có số proton trung bình của A và B : 
trong AxBy+ có 1 nguyên tố có p 2,2 
Vì He không tạo hợp chất ( do trơ ) nên nguyên tố có p < 2,2 là H ( giả sử là B )
Từ ( 1 ) và ( 2) ta có : 	x.pA + (5 – x ).1 = 11 Û pA = ( 1£ x < 5 )
x
1	 2	 3	 4
pA
7(N)	 4(B)	 3(Li)	 2,5 ( loại)
ion M+ 
NH4+ không xác định ion 
Tương tự: số proton trung bình của R và Q là : Þ có 1 nguyên tố có số p < 9,6 ( giả sử là R )
Vì Q và R liên tiếp trong nhóm nên : pQ = pR + 8 ( 5 )
Từ (3) ,(4) , ( 5) ta có : x’pR + (5- x’)( pR + 8) = 48 	 Û 5pR – 8x’ = 8 Û 
x’
 Vậy ion Y2- là SO42-
1	 2	 3	 4
pR
3,2	 4,8	 6,4	 8 ( O )
 pQ 
không xác định ion 	 16 ( S )
Vậy CTPT của hợp chất X là (NH4 )2SO4
Ứng dụng làm phân bón (đạm) trong sản xuất nông nghiệp.
Bài 1: Hãy chỉ ra câu không đúng trong số các câu sau:
Không có nguyên tố mà nguyên tử có lớp ngoài cùng nhiều hơn 8 electron.
Có nguyên tố mà lớp ngoài cùng bền vững với 2 electron.
Hạt nhân nguyên tử Hidro luôn chỉ có 1 proton.
Nguyên tử có tổng số hạt mang điện ít hơn số hạt không mang điện là 1 hạt.
Bài 2: Cho các phân lớp electron sau:
	s1, p5, f9, d10, p6, d5, d3, f7, d3, f14.
Phân lớp nào đã bão hòa, phân lớp nào bán bão hòa.
Bài 3: Biết rằng nguyên tử sắt có 26 proton, 30 nơtron. Hãy:
Tính khối lượng nguyên tử tuyệt đối của nguyên tử sắt.
Tính nguyên tử khối của sắt.
Tính khối lượng sắt có chứa 1 kg electron.
Trả lời:
Vì nguyên tử trung hòa về điện nên số electron = số proton = 26.
	mp = 26.1,6726.10-27 (kg) = 43,4876.10-27 (kg).
	mn = 30.1,6748.10-27 (kg) = 50,2440.10-27 (kg).
me = 26.9,1094.10-31 (kg) = 23,6844.10-30 (kg).
KLNT tuyệt đối của sắt là: (đvC) à 1 mol Fe = 56,4773g.
Số electron có trong 1 kg electron là: (hạt).
mFe = 70135,9 . 56,4773 » 3961086g » 3961 kg.
Bài 4:
Tính nguyên tử khối trung bình của Argon và Kali biết rằng trong thiên nhiên:
Argon có 3 đồng vị: 
Kali có 3 đồng vị: 
Từ những số liệu trên hãy giải thích tại sao Argon có số hiệu nguyên tử là 18 (nhỏ hơn Kali) nhưng lại có nguyên tử khối trung bình lớn hơn Kali?
Bài 5: Một nguyên tố X có 3 đồng vị: Biết tổng số khối của ba đồng vị là 87. Tổng khối lượng của 2 ô nguyên tố X là 5621,4. Mặt khác số nơtron trong nhiều hơn trong là một đơn vị.
Tìm các số khối A1, A2, A3.
biết trong đồng vị có số proton bằng số nơtron. Xác định tên nguyên tố X, tìm số nơtron trong 3 đồng vị.
Đáp số: A1 = 28, A2 = 29, A3 = 30. Nguyên tố X là Silic vì Z = 14.
Bài 6: Một nguyên tố R có tổng số hạt là 115. Số hạt không mang điện ít hơn số hạt mang điện là 25. Tìm số proton, số khối và tên R.
	Đáp số: Z = 35; A = 80; Brom.
Bài 7: Một nguyên tố R có tổng số các loại hạt là 28. Tìm số proton, số khối và tên R. Viết cấu hình electron nguyên tử và cho biết R là kim loại, phi kim hay khí hiếm.
	Đáp số: Flo.
1. BiÕt nguyªn tö C cã khèi l­îng b»ng 1.9926.10- 23 g. TÝnh khèi l­îng b»ng gam cña nguyªn tö Natri. BiÕt NTK Na = 23. (§¸p sè: 38.2.10- 24 g)
2.NTK cña nguyªn tö C b»ng 3/4 NTK cña nguyªn tö O, NTK cña nguyªn tö O b»ng 1/2 NTK S. TÝnh khèi l­îng cña nguyªn tö O. (§¸p sè:O= 32,S=16)
3. BiÕt r»ng 4 nguyªn tö Mage nÆng b»ng 3 nguyªn tö nguyªn tè X. X¸c ®Þnh tªn,KHHH cña nguyªn tè X. 	(§¸p sè:O= 32)
4.Nguyªn tö X nÆng gÊp hai lÇn nguyªn tö oxi .
b)nguyªn tö Y nhÑ h¬n nguyªn tö Magie 0,5 lÇn .
c) nguyªn tö Z nÆng h¬n nguyªn tö Natri lµ 17 ®vc .
H·y tÝnh nguyªn tö khèi cña X,Y, Z .tªn nguyªn tè, kÝ hiÖu ho¸ häc cña nguyªn tè ®ã ? 
5.Nguyªn tö M cã sè n nhiÒu h¬n sè p lµ 1 vµ sè h¹t mang ®iÖn nhiÒu h¬n sè h¹t kh«ng mang ®iÖn lµ 10. H·y x¸c ®Þnh M lµ nguyªn tè nµo?
6.Tæng sè h¹t p, e, n trong nguyªn tö lµ 28, trong ®ã sè h¹t kh«ng mang ®iÖn chiÕm xÊp xØ 35% .TÝnh sè h¹t mçi loaÞ .VÏ s¬ ®å cÊu t¹o nguyªn tö .
7.Nguyªn tö s¾t cã 26p, 30n, 26e
a.TÝnh khèi l­îng nguyªn tö s¾t
b.TÝnh khèi l­îng e trong 1Kg s¾t
8.Nguyªn tö X cã tæng c¸c h¹t lµ 52 trong ®ã sè h¹t mang ®iÖn nhiÒu h¬n sè h¹t kh«ng mang ®iÖn lµ 16 h¹t.
a)H·y x¸c ®Þnh sè p, sè n vµ sè e trong nguyªn tö X.
b) VÏ s¬ ®å nguyªn tö X.
c) H·y viÕt tªn, kÝ hiÖu ho¸ häc vµ nguyªn tö khèi cña nguyªn tè X.
9. Một nguyên tử X có tổng số hạt e, p, n là 34. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10. Tìm tên nguyên tử X. Vẽ sơ đồ cấu tạo của nguyên tử X và ion được tạo ra từ nguyên tử X
10.Tìm tên nguyên tử Y có tổng số hạt trong nguyên tử là 13. Tính khối lượng bằng gam của nguyên tử.
11. Một nguyên tử X có tổng số hạt là 46, số hạt không mang điện bằng số hạt mang điện. Xác định nguyên tử X thuộc nguyên tố nào ? vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử X ?
12.Nguyên tử Z có tổng số hạt bằng 58 và có nguyên tử khối < 40 . Hỏi Z thuộc nguyên tố hoá học nào. Vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử của nguyên tử Z ? Cho biết Z là gì ( kim loại hay phi kim ? ) 	(§¸p sè :Z thuộc nguyên tố Kali ( K ))
Hướng dẫngi¶i : 	đề bài Þ 2p + n = 58 Û n = 58 – 2p ( 1 )
	Mặt khác : p £ n £ 1,5p ( 2 )
	Þ p £ 58 – 2p £ 1,5p giải ra được 16,5 £ p £ 19,3 ( p : nguyên )
Vậy p có thể nhận các giá trị : 17,18,19
P
	17	18	19
N
	24	22	20
NTK = n + p
	41	40	39
 Vậy nguyên tử Z thuộc nguyên tố Kali ( K )
13.Tìm 2 nguyên tố A, B trong các trường hợp sau đây :
a) Biết A, B đứng kế tiếp trong một chu kỳ của bảng tuần hoàn và có tổng số điện tích hạt nhân là 25.
b) A, B thuộc 2 chu kỳ kế tiếp và cùng một phân nhóm chính trong bảng tuần hoàn. Tổng số điện tích hạt nhân là 32.
 14: Trong 1 taäp hôïp caùc phaân töû ñoàng sunfat (CuSO4) coù khoái löôïng 160000 ñvC. Cho bieát taäp hôïp ñoù coù bao nhieâu nguyeân töû moãi loaïi.
3. Sự tạo thành ion (dµnh cho HSG líp 9)
 Để đạt cấu trúc bão hòa ( 8e ở lớp ngoài cùng hoặc 2e đối với H ) thì các nguyên tử có thể nhường hoặc nhận thêm electron tạo ra những phần mang điện - gọi là ion
* Kim loại và Hiđro : nhường e để tạo ion dương ( cation)
	M 	– ne ® M n + (Ca 	– 2e ® Ca 2 + )
* Các phi kim nhận e để tạo ion âm (anion)
	X	+ ne 	® X n- ( Cl + 1e ® Cl 1- )
* Bài tập vận dụng:
 1.Hợp chất X được tạo thành từ cation M+ và anion Y2- . Mỗi ion đều do 5 nguyê