Trả lời nhanh
Ion NH4+ có 11 proton và 10 electron. Nguyên tử N có 7 proton, mỗi nguyên tử H có 1 proton nên tổng proton là 7 + 4×1 = 11. Phân tử trung hòa có 11 electron, ion mang điện tích 1+ tức là đã mất 1 electron nên còn 10 electron.
Cách tính số proton và electron trong NH4+
Với ion đa nguyên tử, ta làm theo hai bước: đếm proton của tất cả nguyên tử trong ion, sau đó dùng điện tích của ion để suy ra số electron.
Bước 1: Đếm số proton
Số proton của một nguyên tử bằng số hiệu nguyên tử Z. Quá trình tạo ion chỉ cho hoặc nhận electron, không làm thay đổi số proton.
- Nitrogen (N): Z = 7, có 1 nguyên tử → 7 proton.
- Hydrogen (H): Z = 1, có 4 nguyên tử → 4 proton.
- Tổng số proton: 7 + 4 = 11.
Bước 2: Tính số electron
Nếu “phân tử” NH4 trung hòa thì số electron bằng số proton, tức 11. Ion NH4+ mang điện tích 1+ nên thiếu 1 electron so với số proton.
Số electron = số proton − điện tích dương = 11 − 1 = 10.
| Hạt | Số lượng trong NH4+ | Cách tính |
|---|---|---|
| Proton | 11 | 7 (N) + 4×1 (H) |
| Electron | 10 | 11 − 1 (ion mang điện 1+) |
| Điện tích | +1 | 11 proton (+) và 10 electron (−) |
Vì sao kết quả hợp lí?
Ion amoni được tạo thành khi phân tử NH3 nhận thêm ion H+ (một proton, không có electron) qua liên kết cho – nhận:
NH3 + H+ → NH4+
NH3 có 7 + 3 = 10 proton và 10 electron. Khi nhận thêm H+, số proton tăng lên 11 còn số electron vẫn là 10. Như vậy NH4+ có 11 proton, 10 electron, đúng với kết quả ở trên. Đáng chú ý, NH4+ có 10 electron, giống nguyên tử Ne, nên nó là một ion “đẳng electron” với Na+, H3O+, NH3, H2O.
Lỗi sai thường gặp
- Chọn 11 proton và 11 electron: quên rằng ion mang điện tích dương thì phải mất electron.
- Chọn 10 proton và 11 electron: nhầm chiều. Cation (điện tích dương) có số electron ít hơn số proton, anion thì ngược lại.
- Tính nhầm số proton của N là 14: 14 là số khối của đồng vị phổ biến, không phải số hiệu nguyên tử. Z của N bằng 7.
- Thay đổi số proton khi tạo ion: số proton trong hạt nhân luôn giữ nguyên.
Mẹo nhớ nhanh
Mẹo: “Proton cộng hết, electron trừ điện tích.” Cộng Z của mọi nguyên tử để được số proton, sau đó lấy số proton trừ đi điện tích ion (cation trừ đi, anion cộng thêm). Chẳng hạn ion mang điện 2− thì số electron = số proton + 2.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Xác định số proton và electron của ion H3O+.
Đáp án: Proton = 3×1 + 8 = 11; electron = 11 − 1 = 10.
Bài 2. Xác định số proton và electron của ion NO3−.
Đáp án: Proton = 7 + 3×8 = 31; electron = 31 + 1 = 32.
Bài 3. Ion SO42− có bao nhiêu proton và electron?
Đáp án: Proton = 16 + 4×8 = 48; electron = 48 + 2 = 50.
Bài 4 (nâng cao). Giả sử nitrogen là 14N và hydrogen là 1H, tính tổng số hạt cơ bản (proton, neutron, electron) trong một ion NH4+.
Đáp án: Neutron = 14 − 7 = 7 (các nguyên tử 1H không có neutron). Tổng số hạt = 11 + 10 + 7 = 28.
Tóm tắt
- NH4+: 11 proton, 10 electron.
- Số proton = tổng số hiệu nguyên tử của các nguyên tử cấu thành.
- Số electron = số proton − điện tích ion (với cation).
Câu hỏi thường gặp
Ion NH4+ có bao nhiêu proton và electron?
Ion NH4+ có 11 proton (7 của N và 4 của 4 nguyên tử H) và 10 electron do mang điện tích 1+.
Vì sao NH4+ có số electron ít hơn số proton?
NH4+ là cation mang điện tích dương, nghĩa là đã mất đi 1 electron so với trạng thái trung hòa nên số electron nhỏ hơn số proton 1 đơn vị.
Tạo thành ion NH4+ thì số proton có thay đổi không?
Có, nhưng không phải do tạo ion theo kiểu mất electron. Khi NH3 (10 proton) nhận H+ thì thêm 1 proton thành 11, còn số electron vẫn là 10.
Ion NH4+ có bao nhiêu electron giống với hạt nào?
NH4+ có 10 electron, giống với Na+, H3O+, NH3, H2O và nguyên tử Ne; chúng được gọi là các hạt đẳng electron.