Home » Blog » Hướng dẫn làm toán hạt nguyên tử, phân tử và ion

Hướng dẫn làm toán hạt nguyên tử, phân tử và ion

Làm bài tập cũng giống như tập thể dục vậy đó; tập luyện càng nhiều thì càng đẹp và càng khỏe! Bạn đừng chỉ ngồi xem mọi người tập luyện, rồi hi vọng mình cũng giỏi như vậy. Hãy hành động.

1. Toán hạt trong nguyên tử dạng cơ bản

Nhớ trong nguyên tử, ta có

  • số hạt p = số hạt e
  • số hạt p (hoặc số e) ≤ số hạt n

Đặt số hạt p = Z; số e = Z; số n = N

  • Số khối A = số p + số n = Z + N
  • Tổng số hạt, đặt T = số p + số e + số n  = Z + Z + N = 2Z  +  N
  • Hạt không mang điện = số n = N
  • Hạt mang điện âm = số e = Z
  • Hạt mang điện dương = số p = Z
  • Nói hạt mang điện = số p + số e = Z + Z = 2Z (hay sai!)

Ta lập hệ phương trình hai ẩn (Z và N); bấm máy giải ra ngay trị Z, N

Từ số Z, ta biết được tên nguyên tố hóa học là gì, bằng cách:

  • Bạn làm bài tập nhiều sẽ nhớ luôn, hoặc
  • Tra số Z trong bảng tuần hoàn tại đây, hoặc
  • Ngâm thơ để nhớ 20 nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn (Z = 1 đến Z = 20), chỉ được khi đề cho 1 trong 20 nguyên tố này thôi!
Thơ làHóa học dịch là
Hoàng Hôn Lặng Bờ Bắc
Có Nhớ Ở Fương Nam
Nắng Mai Ánh Sương Phủ
Song Cửa Ai Không Cài
1H 2He 3Li 4Be 5B
6C 7N 8O 9F 10Ne
11Na 12Mg 13Al 14Si 15P
16S 17Cl 18Ar 19K 20Ca

Bạn hãy xem các ví dụ đã giải sau đây.

1.1. Một nguyên tử X có tổng số hạt proton và nơtron là 35,

hiệu số hạt nơtron và proton là 1. Xác định tên nguyên tố và viết ký hiệu nguyên tử đầy đủ của X?

Đặt số hạt p = Z; số e = Z; số n = N. Theo đề có

  • Tổng p và n là 35 => Z + N = 35
  • Hiệu số n và p là 1 => N – Z = 1 ⇔ -Z + N = 1

Giải hệ phương trình (lưu ý trong máy tính chỉ có ẩn x, y; do vậy mình xem ẩn x = Z; ẩn y = N để nhập số tương ứng!).

Bấm máy giải ra: Z = 17, N = 18

  • Z = 17 => nguyên tố Clo.
  • A = Z + N = 17 + 18 = 35 => kí hiệu nguyên tử là 3517Cl.

1.2. Nguyên tử R có tổng số các loại hạt proton, nơtron, electron là 115.

Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 25 hạt. Viết ký hiệu nguyên tử đầy đủ của R?

Đặt số hạt p = Z; số e = Z; số n = N. Theo đề có

  • Tổng p, n và e là 115 => 2Z + N = 115
  • Hạt điện (2Z) > hạt không điện (N) là 25 => 2Z – N = 25

Giải hệ phương trình ra: Z = 35, N = 45

  • Z = 35 => nguyên tố Brom (phải tra bảng tuần hoàn thôi!).
  • A = Z + N = 35 + 45 = 80 => kí hiệu nguyên tử là 8035Br.

2. Toán hạt trong nguyên tử không lập được hệ

Đề chỉ cho tổng số hạt p, n, e => đặt T = 2Z + N

Ở bài học vỡ lòng Hóa lớp 10, với nguyên tố có số Z từ 2 đến 82, mình đã có

1 ≤ số n : số p ≤ 1,524

Đặt số hạt p = Z; số e = Z; số n = N. Bất đẳng thức trên bây giờ là

1 ≤ N : Z ≤ 1,524

  • quy đồng mẫu số được Z ≤ N ≤ 1,524Z
  • tiếp tục cộng tất cả các vế với 2Z được 3Z ≤ 2Z + N ≤ 3,524Z
  • mà T = 2Z + N => 3Z ≤ T ≤ 3,524Z
  • giải 2 bất đẳng thức, ra được đoạn chặn trên dưới của số Z là

(T : 3,524) ≤ Z ≤ (T : 3) *

  • Z đương nhiên phải là số nguyên dương => mình tìm các giá trị của Z
  • từ các dữ liệu của đề, mình nhận giá trị đúng của Z là xong!

Bạn hãy xem các ví dụ đã giải sau đây.

2.1. Tổng số hạt p, n và e trong một nguyên tử nguyên tố X là 13.

Viết kí hiệu nguyên tử X đầy đủ?

Tổng hạt là 13 => 2Z + N = 13

Bạn làm lại như trên, cuối cùng suy ra như * (13 : 3,524) ≤ Z ≤ (13 : 3)

Bấm máy ra 3,69 ≤ Z ≤ 4,33 ; Z phải nguyên nên nhận Z = 4 →

  • Z = 4 => N = 13 – 2Z = 5
  • Z = 4 => nguyên tố Bery (ngâm thơ!)
  • A = Z + N = 4 + 5 = 9 => kí hiệu nguyên tử là 94Be.

2.2. Tổng 3 loại hạt p, n, e trong nguyên tử của nguyên tố X là 34

và X có số khối nhỏ hơn 24. Viết ký hiệu nguyên tử đầy đủ của X?

Tổng hạt là 34 => 2Z + N = 34

Bạn làm lại như trên, cuối cùng suy ra như * (34 : 3,524) ≤ Z ≤ (34 : 3)

Bấm máy ra 9,65 ≤ Z ≤ 11,33 ; Z phải nguyên nên nhận Z = 10 ; 11

  • Nếu Z = 10 => N = 14 => A = 10 + 14 = 24 không thỏa đề nói A < 24.
  • Nếu Z = 11 => N = 12 => A = 11 + 12 = 23 thỏa đề

Vậy nhận Z = 11 => nguyên tố Natri

A = 23 => kí hiệu nguyên tử là 2311Na.

3. Toán hạt trong ion đơn nguyên tử

Trong bài Liên kết ion sẽ học, mình biết:

  • để tạo ra ion DƯƠNG thì nguyên tử phải MẤT electron.
  • để tạo ra ion ÂM thì nguyên tử phải THÊM electron.

Bạn hãy xem các ví dụ đã giải sau đây.

3.1. Ion M2+ có cấu hình electron giống cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố Ar. Tìm nguyên tố M?

+Ar có số Z = 18, tức có 18 electron ⇒ ion M2+ cũng có 18e.

+Phương trình tạo ion:

  • viết là M → M2+ + 2e
  • hiểu cho dễ là M = M2+ + 2e
  • mà M2+ có 18e nên M có 18e + 2e = 20e

Hoặc đơn giản mình nói:

  • Để tạo ion M2+, nguyên tử M phải cho đi 2e.
  • Mà ion M2+ có 18e ⇒ nguyên tử M phải có 20e. (để cho đi 2 mới còn 18 chứ!)

+M có 20e tức Z = 20 ⇒ là Canxi (Ca).

3.2. Ion X2- có cấu hình electron giống cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố Ne. Tìm nguyên tố X?

+Ne có số Z = 10, tức có 10 electron ⇒ ion X2- cũng có 10e.

+Phương trình tạo ion:

  • viết là X + 2e → X2-
  • hiểu cho dễ là X + 2e = X2-
  • mà X2- có 10e nên X có 10e – 2e = 8e

Hoặc đơn giản mình nói:

  • Để tạo ion X2-, nguyên tử X phải nhận thêm 2e.
  • Mà ion X2- có 10e ⇒ nguyên tử X phải có 8e. (để nhận thêm 2 mới đạt 10 chứ!)

+X có 8e tức Z = 8 ⇒ là Oxi (O).

3.3. Ion M3+ có tổng số hạt proton, notron, electron là 79,

trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 19. Viết cấu hình electron của nguyên tử M?

Đặtsố esố psố n
Nguyên tử MZZN
Ion M3+Z – 3ZN
Tạo ion do M – 3e → M3+ (nhưng viết là M → M3+ + 3e)

Một ion M3+

  • tổng hạt là 79 ⇒ (Z – 3) + Z + N = 79 ⇔ 2Z + N = 82
  • hạt điện (e và p) > không điện (n) là 19 ⇒ (Z – 3) + Z – N = 19 ⇔ 2Z – N = 22

Giải hệ ra Z = 26

  • nguyên tử M có 26 electron
  • cấu hình nguyên tử là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
  • cấu hình viết gọn hơn là [Ar] 3d6 4s2

3.4. Ion X có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 53 hạt;

trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 17 hạt. Viết cấu hình electron nguyên tử X?

Đặtsố esố psố n
Nguyên tử XZZN
Ion X1-Z + 1ZN
Tạo ion do X + 1e → X1-

Một ion X1-

  • tổng hạt là 53 ⇒ (Z + 1) + Z + N = 53 ⇔ 2Z + N = 52
  • hạt điện (e và p) > không điện (n) là 17 ⇒ (Z +1) + Z – N = 17 ⇔ 2Z – N = 16

Giải hệ ra Z = 17

  • nguyên tử X có 17 electron
  • cấu hình nguyên tử là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
  • cấu hình viết gọn hơn là [Ne] 3s2 3p5

Nếu có câu hỏi hoặc ý tưởng mới, hãy lưu lại trong phần bình luận bên dưới bạn nhé. Câu hỏi và ý tưởng của bạn luôn tuyệt vời.

Chia sẻ bài viết lên mạng xã hội

2 thoughts on “Hướng dẫn làm toán hạt nguyên tử, phân tử và ion

  1. dạ chào thầy,con có thắc mắc là nếu nguyên tử Hidro có tận 3 loại khác nhau thì người ta sẽ làm cách nào để phân biệt nó ạ.

    1. Câu hỏi rất hay và rất khó của An.
      Đang chờ tìm hiểu và trả lời. Mời thầy cô hoặc bạn nào trả lời trước. Rất cám ơn.
      Tuy chưa có câu trả lời; nhưng An đã đạt được kiến thức cần thiết của bài: khi mình nói Nguyên tử Hidro (và tương tự với các nguyên tử khác) thì phải hiểu là …có nhiều loại Hidro (chứ không phải 1 loại như lớp 8-9 học).

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

error: Content is protected !!