Trả lời nhanh
Nguyên tử trung hòa về điện vì số hạt proton trong hạt nhân bằng số hạt electron ở lớp vỏ. Proton mang điện tích dương (+1), electron mang điện tích âm (−1) với giá trị tuyệt đối bằng nhau, nên tổng điện tích của nguyên tử bằng 0. Neutron không mang điện nên không ảnh hưởng đến kết quả này.
Điền vào chỗ trống: “Nguyên tử trung hòa về điện vì …”
Câu này thường xuất hiện dưới dạng điền khuyết hoặc trắc nghiệm trong bài “Nguyên tử” (Hóa học 8 và phần cấu tạo nguyên tử của KHTN). Phần cần điền luôn là: số proton = số electron.
Khi làm trắc nghiệm, em hãy chọn phương án nói đúng ý “số hạt proton bằng số hạt electron”. Các phương án nhắc đến neutron (ví dụ “số proton bằng số neutron”) đều sai.
Giải thích chi tiết: vì sao tổng điện tích bằng 0?
Nguyên tử gồm hạt nhân (proton và neutron) và lớp vỏ electron. Ba loại hạt có điện tích như sau:
| Hạt | Vị trí | Điện tích | Khối lượng (xấp xỉ) |
|---|---|---|---|
| Proton (p) | Hạt nhân | +1 | 1 amu |
| Neutron (n) | Hạt nhân | 0 | 1 amu |
| Electron (e) | Lớp vỏ | −1 | khoảng 1/1840 amu |
Điện tích của hạt nhân bằng tổng điện tích các proton, tức là +Z (Z là số proton). Điện tích của lớp vỏ là −(số electron). Vì số electron cũng bằng Z nên:
Tổng điện tích = (+Z) + (−Z) = 0.
Loại trừ các cách giải thích sai
- “Vì nguyên tử có số proton bằng số neutron”: sai. Neutron không mang điện, và số neutron thường khác số proton (ví dụ nguyên tử natri có 11 proton nhưng 12 neutron).
- “Vì số electron bằng số neutron”: sai, cùng lý do trên.
- “Vì nguyên tử không chứa hạt mang điện”: sai. Nguyên tử có proton và electron là các hạt mang điện; chúng chỉ triệt tiêu nhau về tổng thể.
- “Vì tổng số proton và neutron bằng số electron”: sai, vì neutron không mang điện nên không tham gia cân bằng điện tích.
Nguyên tử khác ion ở chỗ nào?
Khi nguyên tử nhận thêm hoặc mất bớt electron, số proton không đổi nhưng số electron thay đổi, nên nó không còn trung hòa nữa và trở thành ion.
| Hạt | Số p | Số e | Điện tích |
|---|---|---|---|
| Nguyên tử Na | 11 | 11 | 0 |
| Ion Na+ | 11 | 10 | +1 |
| Nguyên tử Cl | 17 | 17 | 0 |
| Ion Cl− | 17 | 18 | −1 |
Mẹo nhớ: “Mất electron thì dương, nhận electron thì âm”. Số proton chính là “danh tính” của nguyên tố nên không đổi khi tạo ion.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm rằng nguyên tử trung hòa vì “không có điện tích”. Thực ra có các hạt mang điện, chỉ là tổng bằng 0.
- Đếm neutron vào phép cân bằng điện tích.
- Cho rằng ion có số proton khác nguyên tử ban đầu. Số proton luôn giữ nguyên.
Bài tập vận dụng (có đáp án)
Bài 1. Một nguyên tử có 17 proton. Hỏi nó có bao nhiêu electron?
Đáp án: nguyên tử trung hòa nên số electron bằng số proton, tức là 17 electron.
Bài 2. Nguyên tử X có tổng số hạt (p, n, e) là 40, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 12. Tìm số p, n, e.
Lời giải: Vì số p = số e nên số hạt mang điện là 2p, số hạt không mang điện là n. Ta có hệ: 2p + n = 40 và 2p − n = 12. Cộng hai vế: 4p = 52, suy ra p = 13; n = 40 − 26 = 14. Vậy p = e = 13, n = 14 (nguyên tử nhôm).
Bài 3. Ion Mg2+ có 12 proton. Ion này có bao nhiêu electron?
Đáp án: nguyên tử Mg có 12 electron, mất 2 electron tạo Mg2+, nên còn 12 − 2 = 10 electron.
Câu hỏi thường gặp
Nguyên tử trung hòa về điện vì sao?
Vì số proton mang điện dương trong hạt nhân bằng số electron mang điện âm ở lớp vỏ, nên tổng điện tích bằng 0.
Neutron có vai trò gì trong việc trung hòa điện của nguyên tử?
Không có. Neutron không mang điện nên không ảnh hưởng đến điện tích của nguyên tử; nó chỉ góp phần vào khối lượng hạt nhân.
Khi nào nguyên tử không còn trung hòa về điện?
Khi nguyên tử nhận thêm hoặc mất bớt electron, số electron khác số proton và nguyên tử trở thành ion âm hoặc ion dương.
Điện tích của proton và electron có bằng nhau không?
Giá trị tuyệt đối bằng nhau nhưng trái dấu: proton là +1, electron là −1 (theo đơn vị điện tích nguyên tố).