Lời giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 2: Nguyên tố hóa học sách Kết nối tri thức ngắn gọn, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Hóa học 10 Bài 2 từ đó học tốt môn Hóa 10.

Giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 2: Nguyên tố hóa học

Video giải Hóa học 10 Bài 2: Nguyên tố hóa học - Kết nối tri thức

Giải hóa học 10 trang 17 Kết nối tri thức

Mở đầu trang 17 Hóa học 10: Các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân thì có đặc điểm gì chung? Giữa số đơn vị điện tích hạt nhân, số proton và số electron có mối liên hệ như thế nào?

Phương pháp giải:

- Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân

- Một nguyên tử trung hòa về điện có số proton = số electron

- Số proton trong hạt nhân nguyên tử bằng số đơn vị điện tích hạt nhân

Lời giải: 

- Các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân sẽ thuộc cùng loại nguyên tố hóa học

- Một nguyên tử trung hòa về điện có số proton = số electron. Mà số proton trong hạt nhân = số đơn vị điện tích hạt nhân

=> Số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron

I. Nguyên tố hóa học

Câu 1 trang 17 Hóa học 10: Cho các nguyên tử sau: B (Z = 8, A = 16), D (Z = 9, A = 19), E (Z = 8, A = 18), G (Z = 7, A = 15). Trong các nguyên tử trên, các nguyên tử nào thuộc cùng một nguyên tố hóa học?

Phương pháp giải:

Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân

Lời giải:

- Ta có:

   + B có Z = 8

   + D có Z = 9

   + E có Z = 8

   + G có Z = 7

=> Nguyên tử B và E thuộc cùng 1 nguyên tố hóa học vì có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân (Z = 8)

Giải hóa học 10 trang 18 Kết nối tri thức

II. Kí hiệu nguyên tử

Câu 2 trang 18 Hóa học 10: Kí hiệu một nguyên tử cho biết những thông tin gì? Cho ví dụ

Phương pháp giải:

Lời giải:

- Kí hiệu một nguyên tử cho biết:

   + Kí hiệu của nguyên tố đó

   + Số hiệu nguyên tử => Số proton và số electron

   + Số khối => Số neutron = Số khối – số proton

- Ví dụ: ${}_8^{16}O$ cho biết:

   + Nguyên tố oxygen, kí hiệu: O

   + Oxygen có số hiệu nguyên tử = số prtoton = số electron = 8

   + Số khối của oxygen = 16 => Số neutron = 16 – 8 = 8

Câu 3 trang 18 Hóa học 10: Hãy biểu diễn kí hiệu của một số nguyên tử sau:

a) Nitrogen ( số proton = 7 và số neutron = 7)

b) Phosphorus ( số proton = 15 và số neutron = 16)

c) Copper ( số proton = 29 và số neutron = 34)

Phương pháp giải:

Trong 1 nguyên tử:

   + Số proton = số hiệu nguyên tử = Z

   + Số khối: A = số proton + số neutron

Lời giải:

a) Nitrogen ( số proton = 7 và số neutron = 7)

   + Nitrogen có kí hiệu nguyên tố: N

   + Số proton = Z = số hiệu nguyên tử = 7

   + Số khối: A = số proton + số neutron = 7 + 7 = 14

=> Kí hiệu nguyên tử: ${}_7^{14}N$

b) Phosphorus ( số proton = 15 và số neutron = 16)

   + Phosphorus có kí hiệu nguyên tố: P

   + Số proton = Z = số hiệu nguyên tử = 15

   + Số khối: A = số proton + số neutron = 15 + 16 = 31

=> Kí hiệu nguyên tử: ${}_{15}^{31}P$

c) Copper ( số proton = 29 và số neutron = 34)

   + Copper có kí hiệu nguyên tố: Cu

   + Số proton = Z = số hiệu nguyên tử = 29

   + Số khối: A = số proton + số neutron = 29 + 34 = 63

=> Kí hiệu nguyên tử: ${}_{29}^{63}Cu$

III. Đồng vị

Câu 4 trang 18 Hóa học 10:  Xác định thành phần nguyên tử (số proton, neutron, electron) của mỗi đồng vị sau:

a) ${}_{14}^{28}Si$, ${}_{14}^{29}Si$, ${}_{14}^{30}Si$

b) ${}_{26}^{54}Fe$, ${}_{26}^{56}Fe$, ${}_{26}^{57}Fe$, ${}_{26}^{58}Fe$

Phương pháp giải:

- Kí hiệu một nguyên tử cho biết:

   + Kí hiệu của nguyên tố đó

   + Số hiệu nguyên tử = số proton = số electron

   + Số neutron = số khối – số proton

Lời giải:

a)

b)

Giải hóa học 10 trang 20 Kết nối tri thức

IV. Nguyên tử khối

Câu 5 trang 20 Hóa học 10: Tỉ lệ phần trăm số nguyên tử các đồng vị của neon (Ne) được xác định theo phổ khối lượng (Hình 2.4). Tính nguyên tử khối trung bình của Ne.

Phương pháp giải:

- Nguyên tử khối trung bình của một nguyên tố hóa học ghi trong bảng tuần hoàn là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị trong tự nhiên.

- Nguyên tử khối trung bình: $M=\frac{aA+bB+cC+\text{dD}+...}{100}$

Trong đó: A, B, C, D… là số khối của các đồng vị

               a, b, c, d… là phần trăm của các đồng vị tương ứng

Lời giải:

Ta có: ${}^{20}Ne$chiếm 90,0%; ${}^{21}Ne$chiếm 1,0%; ${}^{22}Ne$chiếm 9,0%

=> $M_{Ne}=\frac{90.20+1.21+9.22}{100}=20,19$

Vậy nguyên tử khối trung bình của Ar là 20,19

Câu 7 trang 20 Hóa học 10: Copper (đồng) được sử dụng làm dây dẫn điện, huy chương, trống đồng… Nguyên tử khối trung bình của copper bằng 63,546. Copper tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạng đồng vị ${}_{29}^{63}Cu$ và  ${}_{29}^{65}Cu$. Tính phần trăm số nguyên tử của đồng vị ${}_{29}^{63}Cu$tồn tại trong tự nhiên.

Phương pháp giải:

- Nguyên tử khối trung bình: $M=\frac{aA+bB+cC+\text{dD}+...}{100}$

Trong đó: A, B, C, D… là số khối của các đồng vị

               a, b, c, d… là phần trăm của các đồng vị tương ứng

Lời giải:

- Gọi tỉ lệ đồng vị ⁶³Cu trong tự nhiên là x%

=> Tỉ lệ đồng vị ⁶⁵Cu trong tự nhiên là (100-x)%

- Nguyên tử khối trung bình của Cu là 63,546

=> $63,546=\frac{63.x+65.(100-x)}{100}$

=> x = 72,7

Vậy đồng vị ⁶³Cu chiếm 72,7% trong tự nhiên

Lý thuyết Nguyên tố hóa học

I. Nguyên tố hóa học

Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân. Trong nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân bằng số electron ở vỏ nguyên tử. Các electron trong nguyên tử quyết định tính chất hóa học của nguyên tử, nên các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học có tính chất hóa học giống nhau.

Ví dụ 1: Tất cả nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân là 6 đều thuộc nguyên tố carbon dù chúng có thể có số neutron khác nhau.

Ví dụ 2: Cho các nguyên tử sau: B (Z = 8, A = 16), D (Z = 7, A = 14), E (Z = 9, A = 19), F (Z = 8, A = 18).

Trong các nguyên tử trên, nguyên tử B và F thuộc cùng một nguyên tố hóa học vì có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân (Z = 8).

II. Kí hiệu nguyên tử

Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố hóa học (còn được gọi là số hiệu nguyên tử (Z) của nguyên tố đó) và số khối (A) là những đặc trưng cơ bản của một nguyên tử.

Khi viết kí hiệu nguyên tử, đặt hai chỉ số đặc trưng ở bên trái kí hiệu nguyên tố, trong đó số hiệu nguyên tử Z ở phía dưới và số khối A ở phía trên.

Ví dụ 1: Kí hiệu nguyên tử helium là ${}_2{}^{4}He$. Cho biết:

+ Nguyên tử helium có kí hiệu là He.

+ Số hiệu nguyên tử helium là Z = 2 = số proton = số electron.

+ Số khối của nguyên tử helium là A = 4.

A = Z + N $\to$ Số neutron = N = A – Z = 4 – 2 = 2.

Ví dụ 2: Nguyên tử nitrogen có 7 proton và 7 neutron.

Ta có:

+ Số hiệu nguyên tử Z = số proton = 7.

+ Số khối của nguyên tử nitrogen là A = Z + N = 7 + 7 = 14.

$\to$Kí hiệu nguyên tử nitrogen là ${}_7{}^{14}N$.

III. Đồng vị

Đồng vị là những nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân (cùng số proton) nhưng có số neutron khác nhau.

Ví dụ 1: Mô hình cấu tạo nguyên tử các đồng vị của nguyên tố hydrogen.

Các đồng vị khác nhau về số neutron nên khác nhau về khối lượng của hạt nhân nguyên tử, đồng thời khác nhau về một số tính chất vật lí.

Ví dụ 2: Ở dạng đơn chất, đồng vị ${}_{17}{}^{37}Cl$ có tỉ khối lớn hơn, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn đồng vị ${}_{17}{}^{35}Cl$.

IV. Nguyên tử khối

1. Nguyên tử khối

Nguyên tử khối là khối lượng của nguyên tử, cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử. Do khối lượng proton và neutron đều xấp xỉ 1,0 amu, còn khối lượng electron nhỏ hơn rất nhiều (0,00055 amu), nên có thể coi khối lượng nguyên tử xấp xỉ số khối.

Ví dụ: Nguyên tử của nguyên tố potassium có 19 proton và 20 neutron.

Nguyên tử khối của potassium là A = 19 + 20 = 39.

2. Nguyên tử khối trung bình

Nguyên tử khối của một nguyên tố là nguyên tử khối trung bình (kí hiệu $\overline{A}$) của hỗn hợp các đồng vị của nguyên tố đó.

Biểu thức tổng quát tính nguyên tử khối trung bình ($\overline{A}$): $\overline{A}=\frac{(X.a)+(Y.b)+\mathrm{...}}{100}$

Trong đó, $\overline{A}$ là nguyên tử khối trung bình; X và Y, … lần lượt là nguyên tử khối của các đồng vị X và Y, …; a và b, … lần lượt là % số nguyên tử của các đồng vị X và Y, …

Ví dụ 1: Trong tự nhiên, nguyên tố chlorine có hai đồng vị bền là ${}_{17}{}^{35}Cl$ (chiếm 75,77%) và ${}_{17}{}^{37}Cl$ (chiếm 24,23% số nguyên tử).

Nguyên tử khối trung bình của chlorine:$\overline{A}=\frac{(75,77.35)+(24,23.37)}{100}=35,48$ .

Ví dụ 2: Nguyên tử khối trung bình của copper bằng 63,546. Copper tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạng đồng vị ${}_{29}{}^{63}Cu$ và ${}_{29}{}^{65}Cu$ . Tính phần trăm số nguyên tử của đồng vị ${}_{29}{}^{63}Cu$ tồn tại trong tự nhiên.

Hướng dẫn:

Gọi phần trăm số nguyên tử của đồng vị ${}_{29}{}^{63}Cu$ và ${}_{29}{}^{65}Cu$ lần lượt là x (%) và y (%).

Ta có: x + y = 100 (*).

Nguyên tử khối trung bình của copper: $\overline{A}=\frac{63x+65y}{100}=63,546$ (**).

Từ (*) và (**), suy ra: x = 72,7 và y = 27,3.

Sơ đồ tư duy Lý thuyết Nguyên tố hóa học

Bài giảng Hóa học 10 Bài 2: Nguyên tố hoá học - Kết nối tri thức

Xem thêm các bài giải SGK Hóa học lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 1: Thành phần của nguyên tử

Bài 2: Nguyên tố hóa học

Bài 3: Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử

Bài 4: Ôn tập chương 1 

Bài 5: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học