1, Tính khối lượng thực của nguyên tử Magie, Natri , photpho
2, Tính khối lượng thực của các nguyên tử sau:Nhôm,sắt,brom
Bạn có thể được yêu cầu tính toán khối lượng nguyên tử trong hóa học hoặc vật lý. Có nhiều hơn một cách để tìm khối lượng nguyên tử . Bạn sử dụng phương pháp nào phụ thuộc vào thông tin bạn được cung cấp. Đầu tiên, bạn nên hiểu chính xác, khối lượng nguyên tử nghĩa là gì.
Khối lượng nguyên tử là tổng khối lượng của các proton, neutron và electron trong nguyên tử, hay khối lượng trung bình trong một nhóm nguyên tử. Tuy nhiên, các electron có khối lượng nhỏ hơn nhiều so với proton và neutron nên chúng không được tính đến. Vì vậy, khối lượng nguyên tử là tổng khối lượng của proton và neutron. Có ba cách để tìm khối lượng nguyên tử, tùy thuộc vào tình huống của bạn. Việc sử dụng cái nào phụ thuộc vào việc bạn có một nguyên tử, một mẫu tự nhiên của nguyên tố hay đơn giản là bạn cần biết giá trị tiêu chuẩn.
Phương pháp được sử dụng để tìm khối lượng nguyên tử phụ thuộc vào việc bạn đang xem xét một nguyên tử đơn lẻ, một mẫu tự nhiên hay một mẫu chứa một tỷ lệ đồng vị đã biết:
1] Tra cứu khối lượng nguyên tử trên bảng tuần hoàn
Nếu đây là lần đầu tiên bạn tiếp xúc với hóa học, người hướng dẫn của bạn sẽ muốn bạn học cách sử dụng bảng tuần hoàn để tìm khối lượng nguyên tử [ trọng lượng nguyên tử ] của một nguyên tố. Con số này thường được đưa ra bên dưới ký hiệu của phần tử. Hãy tìm số thập phân, là trung bình cộng của khối lượng nguyên tử của tất cả các đồng vị tự nhiên của một nguyên tố.
Ví dụ: Nếu bạn được yêu cầu cung cấp khối lượng nguyên tử của cacbon, trước tiên bạn cần biết ký hiệu nguyên tố của nó , C. Hãy tìm C trong bảng tuần hoàn. Một số là số nguyên tố hoặc số nguyên tử của cacbon. Số nguyên tử tăng lên khi bạn xem qua bảng. Đây không phải là giá trị bạn muốn. Khối lượng nguyên tử hoặc trọng lượng nguyên tử là số thập phân, Số lượng các con số có nghĩa thay đổi theo bảng nhưng giá trị của nó nằm trong khoảng 12,01.
Giá trị này trong bảng tuần hoàn được tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử hoặc amu , nhưng đối với các phép tính hóa học, bạn thường viết khối lượng nguyên tử dưới dạng gam trên mol hoặc g / mol. Khối lượng nguyên tử của cacbon sẽ là 12,01 gam trên một mol nguyên tử cacbon.
2] Tổng của proton và neutron cho một nguyên tử
Để tính khối lượng nguyên tử của một nguyên tử của một nguyên tố, hãy cộng khối lượng của proton và neutron.
Ví dụ: Tìm khối lượng nguyên tử của một đồng vị của cacbon có 7 nơtron . Bạn có thể thấy từ bảng tuần hoàn rằng cacbon có số nguyên tử là 6, là số proton của nó. Khối lượng nguyên tử của nguyên tử là khối lượng của các proton cộng với khối lượng của các nơtron, 6 + 7 hoặc 13.
3] Trung bình có trọng số cho tất cả các nguyên tử của một nguyên tố
Khối lượng nguyên tử của một nguyên tố là trung bình có trọng số của tất cả các đồng vị của nguyên tố dựa trên sự phong phú tự nhiên của chúng. Thật đơn giản để tính toán khối lượng nguyên tử của một nguyên tố với các bước sau.
Thông thường, trong các bài toán này, bạn được cung cấp một danh sách các đồng vị có khối lượng và độ phong phú tự nhiên của chúng dưới dạng giá trị thập phân hoặc phần trăm.
- Nhân khối lượng của mỗi đồng vị với khối lượng của nó. Nếu số dư của bạn là một phần trăm, hãy chia câu trả lời của bạn cho 100.
- Thêm các giá trị này với nhau.
Câu trả lời là tổng khối lượng nguyên tử hoặc trọng lượng nguyên tử của nguyên tố.
Ví dụ: Bạn được cung cấp một mẫu chứa 98% cacbon-12 và 2% cacbon-13 . Khối lượng nguyên tử tương đối của nguyên tố là gì?
Đầu tiên, chuyển đổi phần trăm thành giá trị thập phân bằng cách chia mỗi phần trăm cho 100. Mẫu trở thành 0,98 carbon-12 và 0,02 carbon-13. [Mẹo: Bạn có thể kiểm tra phép toán của mình bằng cách đảm bảo các số thập phân cộng lại với 1. 0.98 + 0.02 = 1.00].
Tiếp theo, nhân khối lượng nguyên tử của mỗi đồng vị với tỷ lệ của nguyên tố trong mẫu:
0,98 x 12 = 11,76
0,02 x 13 = 0,26
Để có câu trả lời cuối cùng, hãy thêm chúng lại với nhau:
11,76 + 0,26 = 12,02 g / mol
Lưu ý nâng cao: Khối lượng nguyên tử này cao hơn một chút so với giá trị cho trong bảng tuần hoàn của nguyên tố cacbon. Thứ này nói lên điều gì? Mẫu bạn được đưa để phân tích chứa nhiều carbon-13 hơn mức trung bình. Bạn biết điều này vì khối lượng nguyên tử tương đối của bạn cao hơn giá trị của bảng tuần hoàn , mặc dù số thứ tự trong bảng tuần hoàn bao gồm các đồng vị nặng hơn, chẳng hạn như cacbon-14. Ngoài ra, hãy lưu ý những con số được đưa ra trong bảng tuần hoàn áp dụng cho lớp vỏ / bầu khí quyển của Trái đất và có thể ít ảnh hưởng đến tỷ lệ đồng vị dự kiến trong lớp phủ hoặc lõi hoặc trên các thế giới khác.
Theo thời gian, bạn có thể nhận thấy các giá trị khối lượng nguyên tử được liệt kê cho mỗi nguyên tố trong bảng tuần hoàn có thể thay đổi một chút. Điều này xảy ra khi các nhà khoa học sửa lại tỷ lệ đồng vị ước tính trong lớp vỏ. Trong các bảng tuần hoàn hiện đại, đôi khi một dải giá trị được trích dẫn hơn là một khối lượng nguyên tử.
Tìm thêm các ví dụ đã làm việc
Câu hỏi: Cách tính khối lượng nguyên tử như thế nào?
Trả lời:
Trong hệ đo lường quốc tế 1u = 1/NA gram = 1/[1000NA]kg [Với NAlà hằng số Avogadro]
1u ≈ 1.66053886 x 10-27kg
1u ≈ 1.6605 x 10-24g
Công thức tính khối lượng riêng của nguyên tử là d = m/V
1mol nguyên tử chứa N = 6,02.1023nguyên tử
- Khối lượng của các hạt cấu tạo nên nguyên tử:
+] Khối lượng của một electron: me= 9,1094.10-31kg.
+] Khối lượng của một proton: mp= 1,6726.10-27kg.
+] Khối lượng của một nơtron: mn= 1,6748.10-27kg.
Vậy cách tính khối lượng nguyên tử hóa 10là công thức sau
m [nguyên tử] = m [p] x n [p] + m [n] x n [n]
Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về các công thức khác liên quan đến nguyên tử và bài tập tính khối lượng nguyên tử nhé
Cần nhớ
- 1u = 1,6605. 10-27kg
- 1Å = 10-8cm = 10-10m
- Khối lượng nguyên tử tương đối và khối lượng nguyên tử tuyệt đối :
+ Khối lượng tuyệt đối [m] của nguyên tử là khối lượng thực của nguyên tử [rất nhỏ]
+ Khối lượng tương đối của nguyên tử [M] là khối lượng nguyên tử tính theo đơn vị Cacbon [đvC] hay còn gọi là khối lượng mol.
Quy ước: 1đvC = 1u = 1/12 khối lượng tuyệt đối của 12C = 1,66 . 10-24 g
+ Mối quan hệ giữa khối lượng tương đối và khối lượng tuyệt đối :
m = 1,66.10-24M [gam] hoặc m = M/[6,023.1023] [gam]
- Nguyên tử có dạng hình cầu có thể tích V = 4/3πr3[r là bán kính nguyên tử].
- Khối lượng riêng của nguyên tử d = m/V .
- 1 mol nguyên tử chứa N = 6,02.1023nguyên tử
Nhận xét:Proton và nơtron có khối lượng xấp xỉ nhau và chúng lớn hơn khối lượng của electron khoảng 1836 lần, do đó có thể coi khối lượng của nguyên tử tập trung chủ yếu ở hạt nhân nguyên tử [khối lượng của các electron là không đáng kể, có thể bỏ qua].
- Nguyên tử có khối lượng vô cùng nhỏ bé, nếu tính bằng đơn vị gam thì số trị quá bé, không tiện sử dụng. Do đó, quy ước lấy 1/12 khối lượng của nguyên tử C làm đơn vị khối lượng cho nguyên tử, gọi là đơn vị cacbon, viết tắt là đvC, kí hiệu quốc tế là u.
Chú ý:
+] Khối lượng tính bằng đơn vị cacbon chỉ là khối lượng tương đối giữa các nguyên tử. Người ta gọi khối lượng này là nguyên tử khối.
Nguyên tử khối là khối lượng của một nguyên tử tính theo đơn vị cacbon.
+] Nguyên tử hiđro có khối lượng nhẹ nhất.
+] Nguyên tử khối của một số nguyên tố hay gặp
Số proton |
Tên nguyên tố |
Kí hiệu hóa học |
Nguyên tử khối |
Hóa trị |
| 1 | Hiđro | H | 1 | I |
| 2 | Heli | He | 4 | |
| 3 | Liti | Li | 7 | I |
| 4 | Beri | Be | 9 | II |
| 5 | Bo | B | 11 | 11 III |
| 6 | Cacbon | C | 12 | IV, II |
| 7 | Nitơ | N | 14 | III, II, IV… |
| 8 | Oxi | O | 16 | II |
| 9 | Flo | F | 19 | I |
| 10 | Neon | Ne | 20 | |
| 11 | Natri | Na | 23 | I |
| 12 | Magie | Mg | 24 | II |
| 13 | Nhôm | Al | 27 | III |
| 14 | Silic | Si | 28 | IV |
| 15 | Photpho | P | 31 | III, V |
| 16 | Lưu huỳnh | S | 32 | II, IV,VI |
| 17 | Clo | Cl | 35,5 | I, … |
| 18 | Agon | Ar | 39,9 | |
| 19 | Kali | K | 39 | I |
| 20 | Canxi | Ca | 40 | II |
| . | ||||
| . | ||||
| . | ||||
| 24 | Crom | Cr | 52 | II, III, … |
| 25 | Mangan | Mn | 55 | II, IV, VII… |
| 26 | Sắt | Fe | 56 | II, III |
| 29 | Đồng | Cu | 64 | I, II |
| 30 | Kẽm | Zn | 65 | II |
| 35 | Brom | Br | 80 | I, … |
| 47 | Bạc | Ag | 108 | I |
| 56 | Bari | Ba | 137 | II |
| 80 | Thủy ngân | Hg | 201 | I, II |
| 82 | Chì | Pb | 207 | II, IV |
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1:Biết nguyên tử nhôm có 13 proton, 14 nơtron. Khối lượng tính bằng gam của một nguyên tử nhôm là
A. 5,32.10-23g.
B. 6,02.10-23g.
C. 4,48.10-23g.
D. 3,99.10-23g.
Hướng dẫn giải:
Chọn C
mAl≈ ∑mp+ ∑mn= 13u + 14u = 27u.
Có 1u = 1,6605.10-27kg⇒ mAl= 27. 1,6605.10-27.1000 = 4,48.10-27g.
Ví dụ 2:Hãy so sánh xem nguyên tử magie nặng hay nhẹ hơn bao nhiêu lần so với nguyên tử cacbon?
Hướng dẫn giải:
Nguyên tử khối của Mg là 24 đvC; nguyên tử khối của cacbon là 12 đvC.
⇒Nguyên tử magie nặng hơn= 2 lần nguyên tử cacbon.
Ví dụ 3:Nguyên tử X nặng gấp 4 lần nguyên tử nitơ. Tính nguyên tử khối của X và cho biết X thuộc nguyên tố nào?
Hướng dẫn giải:
Nguyên tử khối của nitơ = 14 đvC
⇒ Nguyên tử khối của X = 4 x 14 = 56 [đvC]
Vậy X là nguyên tố sắt [Fe].
Bài tập – có đáp án
Câu 1:Nguyên tử khối là
A. Khối lượng của nguyên tử tính bằng gam.
B. Khối lượng của phân tử tính bằng đvC.
C. Khối lượng của nguyên tử tính bằng đvC.
D. Khối lượng của phân tử tính bằng gam.
Đáp án: Chọn C.
Câu 2:Nguyên tử khối của clo là
A. 71 đvC.
B. 35,5 gam.
C. 71 gam.
D. 35,5 đvC.
Đáp án: Chọn D.
Câu 3:Khối lượng của một nguyên tử cacbon là 19,9265. 10-23gam. Vậy ta có khối lượng của 1 đvC là
A. 8,553. 10-23g.
B. 2,6605. 10-23g.
C. 0,16605. 10-23g.
D. 18,56. 10-23g.
Đáp án: Chọn C.
⇒ 1 đvC =1/12 .19,9265. 10-23= 0,16605. 10-23[g].
Câu 4:Biết rằng bốn nguyên tử Mg nặng bằng ba nguyên tử của nguyên tố X. Vậy tên của nguyên tố X là
A. Lưu huỳnh.
B. Sắt.
C. Nitơ.
D. Can xi.
Đáp án: Chọn A
Nguyên tử khối của Mg là 24 đvC. Đặt nguyên tử khối của X là M.
Theo bài ra, ta có: 4.24 = 3.M⇒ M =[4.24]/3= 32 đvC
Vậy X là nguyên tố lưu huỳnh [S].
Câu 5:Khối lượng tương đối của một phân tử H2O là
A. 18 đvC.
B. 18 gam.
C.34 đvC.
D. 18kg.
Đáp án: Chọn A.
Khối lượng tương đối của một phân tử nước = MH2O= 2.1 + 16 = 18 [đvC].
Câu 6:Biết nguyên tử nitơ gồm có 7 proton, 7 nơtron và 7 electron. Khối lượng của toàn nguyên tử nitơ là
A. 14 gam.
B. 21 gam.
C. 2,34. 10-23gam.
D. 2,34. 10-27gam.
Đáp án: Chọn C.
Ta có:
mC= ∑mp+ ∑me+ ∑mn= 7. 1,6726.10-27+ 7. 9,1094.10-31+ 7.1,6748.10-27
= 2,34.10-26kg = 2,34.10-23gam.
Câu 7:Trường hợp nào đưới đây có sự tương ứng giữa hạt cơ bản với khối lượng và điện tích của chúng?
A. proton, m = 0,00055u, q = 1+.
B. nơtron, m = 1,0086u, q = 0.
C. electron, m = 1,0073u, q =1-.
D. proton, m = 1,0073u, q = 1-.
Đáp án: Chọn B.
A sai vì mp≈ 1u.
C sai vì me≈ 0,00055u.
D sai vì proton mang điện tích dương.
Câu 8 :Hai nguyên tử Mg nặng gấp mấy lần nguyên tử O?
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án: Chọn C.
Khối lượng của 2 nguyên tử Mg là 2.24 = 48đvC.
Khối lượng của nguyên tử O là 16 đvC.
Tỉ lệ khối lượng của 2 nguyên tử Mg so với nguyên tử O là: 48 : 16 = 3 lần.
Vậy 2 nguyên tử magie nặng bằng 3 nguyên tử oxi.