Trả lời nhanh
Phát biểu “Nguyên tử có cấu tạo đặc khít, gồm hạt nhân ở trung tâm và lớp vỏ là các electron” là SAI. Nguyên tử có cấu tạo rỗng: hạt nhân mang điện dương nằm ở tâm, các electron mang điện âm chuyển động xung quanh trong khoảng không gian rất lớn so với hạt nhân. Vì vậy, phương án đúng phải là phương án nói nguyên tử có cấu tạo rỗng.
Đề bài và hướng làm
Câu hỏi có dạng: “Khẳng định đúng là: A. Nguyên tử có cấu tạo đặc khít, gồm hạt nhân ở trung tâm và lớp vỏ là các electron…”. Phương án A chứa hai ý: ý “hạt nhân ở trung tâm, vỏ là electron” thì đúng, nhưng ý “đặc khít” thì sai. Chỉ cần một ý sai là cả phát biểu sai.
Khi làm, các em hãy tìm phương án nói đúng ba điều: (1) nguyên tử có cấu tạo rỗng; (2) hạt nhân gồm proton và neutron ở tâm; (3) electron chuyển động quanh hạt nhân. Phương án nào có từ “đặc khít” thì loại ngay.
Vì sao nguyên tử không đặc khít?
1. So sánh kích thước hạt nhân và nguyên tử
- Đường kính nguyên tử cỡ 10-10 m.
- Đường kính hạt nhân cỡ 10-14 đến 10-15 m.
- Như vậy nguyên tử lớn hơn hạt nhân khoảng 104 đến 105 lần.
Ví dụ tự đặt để hình dung: nếu phóng to hạt nhân thành một hạt đậu đường kính 1 cm đặt giữa sân thì nguyên tử sẽ rộng cỡ vài trăm mét đến khoảng 1 km. Phần lớn không gian ấy chỉ có electron chuyển động rất nhanh, còn lại là khoảng trống.
2. Thí nghiệm của Rutherford
Khi bắn chùm hạt alpha vào lá vàng rất mỏng, người ta thấy phần lớn hạt đi thẳng qua, chỉ rất ít hạt bị lệch hoặc bật ngược trở lại. Nếu nguyên tử đặc khít thì hầu hết hạt alpha phải bị chặn lại. Kết quả này chứng tỏ nguyên tử có phần lớn là khoảng trống và khối điện dương tập trung ở một hạt nhân rất nhỏ.
Cấu tạo đúng của nguyên tử
| Thành phần | Vị trí | Điện tích | Khối lượng |
|---|---|---|---|
| Proton (p) | Hạt nhân | +1 | ≈ 1 amu |
| Neutron (n) | Hạt nhân | 0 | ≈ 1 amu |
| Electron (e) | Lớp vỏ | −1 | ≈ 1/1840 khối lượng proton |
Số proton bằng số electron nên nguyên tử trung hoà về điện. Khối lượng nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân vì khối lượng electron rất nhỏ.
Phân tích từng ý của phương án A
- “Hạt nhân ở trung tâm”: đúng.
- “Lớp vỏ là các electron”: đúng.
- “Cấu tạo đặc khít”: sai, vì nguyên tử rỗng.
Do đó A bị loại. Những phương án nói nguyên tử “cấu tạo rỗng” mới là khẳng định đúng.
Lỗi sai thường gặp
- Thấy cụm “hạt nhân ở trung tâm, vỏ là electron” quen thuộc nên chọn luôn mà không đọc hết cụm “đặc khít”.
- Nhầm “khối lượng tập trung ở hạt nhân” với “nguyên tử đặc”: khối lượng tập trung nhưng thể tích hạt nhân rất nhỏ.
- Nghĩ electron nằm yên trên vỏ. Thực tế electron chuyển động rất nhanh quanh hạt nhân.
Mẹo nhớ: nguyên tử như một sân vận động rộng, hạt nhân chỉ là hạt đậu giữa sân, nên nói “đặc khít” là sai.
Bài luyện tập
- Trong thí nghiệm Rutherford, vì sao phần lớn hạt alpha xuyên qua lá vàng?
Đáp án: vì nguyên tử có cấu tạo rỗng, hạt nhân rất nhỏ nên hầu hết hạt alpha không va chạm với hạt nhân. - Nguyên tử X có 11 proton. Hỏi số electron và điện tích hạt nhân?
Đáp án: nguyên tử trung hoà nên có 11 electron; điện tích hạt nhân là +11. - Đúng hay sai: “Khối lượng nguyên tử tập trung chủ yếu ở lớp vỏ.”
Đáp án: sai, khối lượng tập trung chủ yếu ở hạt nhân vì electron có khối lượng rất nhỏ.
Câu hỏi thường gặp
Nguyên tử có cấu tạo đặc khít hay rỗng?
Nguyên tử có cấu tạo rỗng. Hạt nhân rất nhỏ nằm ở tâm, còn phần lớn thể tích nguyên tử là khoảng không gian chứa các electron chuyển động.
Hạt nhân nguyên tử gồm những hạt nào?
Hạt nhân gồm proton mang điện dương và neutron không mang điện. Riêng hạt nhân nguyên tử hydrogen phổ biến chỉ có một proton.
Vì sao nguyên tử trung hoà về điện?
Vì số proton trong hạt nhân bằng số electron ở lớp vỏ, điện tích dương và âm có độ lớn bằng nhau nên triệt tiêu nhau.
Thí nghiệm nào chứng minh nguyên tử rỗng?
Thí nghiệm bắn hạt alpha vào lá vàng mỏng của Rutherford: hầu hết hạt alpha đi thẳng qua, chỉ rất ít hạt bị bật lại.