Số hiệu nguyên tử Z cho biết điều gì? Giải thích, ví dụ

Trả lời nhanh

Số hiệu nguyên tử Z cho biết số proton trong hạt nhân nguyên tử, cũng chính là số đơn vị điện tích hạt nhân. Vì nguyên tử trung hòa về điện nên Z bằng số electron ở lớp vỏ. Z còn là số thứ tự của ô nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Z không cho biết số neutron.

Số hiệu nguyên tử là gì?

Số hiệu nguyên tử, kí hiệu Z, là số nguyên dương đặc trưng cho mỗi nguyên tố hoá học. Hai nguyên tử thuộc cùng một nguyên tố thì có cùng Z, còn khác nguyên tố thì Z khác nhau. Vì vậy Z được coi như “chứng minh thư” của nguyên tố.

Z cho biết những gì?

Thông tin suy ra từ Z	Giải thích
Số proton trong hạt nhân	Z = P. Đây là định nghĩa gốc của số hiệu nguyên tử.
Điện tích hạt nhân	Hạt nhân mang điện tích Z+ (tính theo đơn vị điện tích nguyên tố), vì neutron không mang điện.
Số electron của nguyên tử trung hòa	Nguyên tử trung hòa: tổng điện tích dương (proton) bằng tổng điện tích âm (electron) nên E = Z.
Số thứ tự ô nguyên tố	Các nguyên tố được xếp theo chiều Z tăng dần, nên Z chính là số thứ tự ô trong bảng tuần hoàn.

Vì sao Z lại bằng số electron?

Proton mang điện tích +1, electron mang điện tích −1, neutron không mang điện. Nguyên tử bình thường không nhiễm điện, nên số proton phải bằng số electron. Từ đó có hệ thức: Z = P = E (chỉ đúng với nguyên tử, không đúng với ion).

Z không cho biết điều gì?

Số neutron (N): cùng một nguyên tố có thể có nhiều đồng vị với số neutron khác nhau. Muốn tìm N cần thêm số khối A, theo công thức N = A − Z.
Số khối A: A = Z + N, phải biết thêm N hoặc A mới tính được.
Số electron của ion: ion đã nhận hoặc mất electron nên số electron khác Z.

Ví dụ minh hoạ

Natri có Z = 11: hạt nhân có 11 proton, vỏ nguyên tử có 11 electron, nằm ở ô số 11. Nếu số khối A = 23 thì N = 23 − 11 = 12.
Clo có Z = 17: 17 proton, 17 electron, ô số 17.
Ion Mg²⁺ (Z = 12): vẫn có 12 proton nhưng chỉ còn 12 − 2 = 10 electron.
Ion Cl⁻ (Z = 17): vẫn có 17 proton, nhưng có 17 + 1 = 18 electron.

Cấu hình electron của Na (Z = 11): 1s²2s²2p⁶3s¹. Tổng số electron là 2 + 2 + 6 + 1 = 11, đúng bằng Z. Đây là cách kiểm tra nhanh khi viết cấu hình.

Lỗi sai thường gặp

Nhầm Z với số khối A. Mẹo nhớ: Z là “số hiệu” nên gắn với danh tính nguyên tố (proton), A là tổng “khối lượng” (proton + neutron).
Cho rằng Z luôn bằng số electron. Với ion thì phải cộng hoặc trừ điện tích: số electron = Z − (điện tích dương) hoặc Z + (điện tích âm).
Cho rằng Z = số neutron. Chỉ ở một số nguyên tử nhẹ như ¹²C (6 proton, 6 neutron) mới trùng hợp, không phải quy luật chung.
Cho rằng Z bằng nguyên tử khối. Nguyên tử khối xấp xỉ A, thường lớn hơn Z.

Bài luyện tập

Bài 1. Nguyên tử X có 17 electron ở lớp vỏ. Hỏi Z, số proton và vị trí ô nguyên tố của X.

Đáp án: nguyên tử trung hòa nên Z = E = 17, có 17 proton, nằm ở ô số 17 (nguyên tố clo).

Bài 2. Nguyên tử Y có Z = 20 và số khối A = 40. Tính số proton, electron, neutron.

Đáp án: P = E = 20; N = A − Z = 40 − 20 = 20.

Bài 3. Ion X³⁺ có 10 electron. Xác định Z của X.

Đáp án: X mất 3 electron tạo ion nên nguyên tử X có 10 + 3 = 13 electron, suy ra Z = 13 (nhôm).

Bài 4. Nguyên tử Z có số khối 27 và 14 neutron. Tìm số hiệu nguyên tử.

Đáp án: Z = A − N = 27 − 14 = 13.

Ghi nhớ

Z = số proton = số điện tích hạt nhân = số electron của nguyên tử trung hòa = số thứ tự ô nguyên tố. Gặp bài về ion, hãy luôn quay về số proton (Z) làm mốc rồi mới tính số electron.

Câu hỏi thường gặp

Số hiệu nguyên tử và số proton có giống nhau không?

Có. Số hiệu nguyên tử Z được định nghĩa bằng số proton trong hạt nhân, nên với mọi nguyên tử và ion của cùng một nguyên tố, Z luôn bằng số proton.

Số hiệu nguyên tử có bằng số electron không?

Chỉ bằng với nguyên tử trung hòa. Với ion, số electron = Z trừ số điện tích dương (cation) hoặc cộng số điện tích âm (anion).

Làm sao tính số neutron khi biết Z?

Cần biết thêm số khối A, rồi dùng N = A − Z. Ví dụ Z = 11, A = 23 thì N = 12.

Số hiệu nguyên tử có liên quan gì đến bảng tuần hoàn?

Các nguyên tố trong bảng tuần hoàn xếp theo chiều Z tăng dần, nên Z chính là số thứ tự ô nguyên tố.