Giáo án Hóa học 11 (Ban cơ bản) - Bài 2: Hạt nhân nguyên tử - Nguyên tố hóa học - Đồng vị

Bài 2 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ – NGUYÊN TỐ HÓA HỌC – ĐỒNG VỊ I. MỤC TIÊU BÀI HỌC Về kiến thức Học sinh hiểu: Điện tích của hạt nhân, số khối của nguyên tử là gì? Thế nào là nguyên tử khối, cách tính nguyên tử khối. Định nghĩa nguyên tố hóa học trên cơ sở điện tích hạt nhân. Thế nào là số hiệu nguyên tử. Kí hiệu nguyên tử cho ta biết điều gì. Định nghĩa đồng vị. Cách tính nguyên tử khối trung bình của các nguyên tố . Về kỹ năng Học sinh rèn luyện kỹ năng để giải các bài tập có liên quan đến các kiến thức sau: điện tích hạt nhân, số khối, kí hiệu nguyên tử, đồng vị, nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình của các nguyên tố hóa học. II. CHUẨN BỊ GV nhắc nhở HS học kĩ phần tổng kết bài 1 III. KIỂM TRA BÀI CŨ Nêu cấu tạo của nguyên tử và cho biết đặc tính của từng loại hạt? IV. BÀI GIẢNG HOẠT ĐỘNG THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG GHI BẢNG Hoạt động 1: Điện tích hạt nhân Từ kiểm tra bài cũ GV dẫn dắt: * GV: Hạt nhân nguyên tử gồm p và n nhưng chỉ có p mang điện. Mỗi hạt p mang điện tích 1+. Vậy suy ra số đơn vị điện tích hạt nhân bằng số p. Nguyên tử trung hòa về điện. Điện tích mỗi hạt electron là 1-. Suy ra trong một nguyên tử số p = số e. * GV: Nguyên tử Nitơ có điện tích hạt nhân là 7+. Hỏi nguyên tử N có bao nhiêu proton và bao nhiêu electron? * HS: Nguyên tử N có 7 p và 7 e. - GV: Như vậy nếu biết điện tích hạt nhân là Z+ thì số đơn vị điện tích hạt nhân là Z. Em nào có thể thiết lập biểu thức liên hệ giữa số dơn vị điện tích hạt nhân, số p và số e? * HS: Số đơn vị điện tích hạt nhân = số p = số e Hoạt động 2: Số khối của hạt nhân * GV: Tìm hiểu SGK, em hãy cho biết số khối là gì? * HS trả lời * GV đưa ra một số ví dụ để HS vận dụng biểu thức tính số khối A = Z + N: Hạt nhân Li có 3 p và 4 n, vậy số khối của nguyên tử Li là bao nhiêu? * HS: A = Z + N = P + N = 3 + 4 = 7 * GV kết luận: Số dơn vị điện tích hạt nhân Z và số khối A được xem là những số đặc trưng cho hạt nhân và nguyên tử, vì khi ta biết Z và A của một nguyên tử ta biết được số p, số e và cả số n trong nguyên tử đó: N = A – Z * GV cho HS áp dụng ngay bài tập: Nguyên tử Na có A = 23 và Z = 11. Hãy tính số p, số e và n? * HS trả lời Hoạt động 3: Nguyên tố hóa học * GV: Hiện nay người ta đã biết khoảng 92 nguyên tố hóa học tự nhiên và 18 nguyên tố hóa học nhân tạo.Dựa vào SGK em hãy cho biết ngtố hóa học là gì? * HS nghiên cứu SGK và trả lời. * GV giúp HS phân biệt khái niệm nguyên tử và nguyên tố hóa học. Chú ý nhấn mạnh các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân đều có tính chất hóa học giống nhau. Nếu điện tích hạt nhân Z thay đổi thì tính chất nguyên tử sẽ thay đổi theo (tức là tạo ra một nguyên tố mới). Hoạt động 4: Số hiệu nguyên tử và kí hiệu nguyên tử * GV đưa ra một số ví dụ để hs nắm được mối liên hệ giữa số hiệu nguyên tử, số e, số p, số điện tích hạt nhân. * HS nghiên cứu SGK để hiểu thế nào là số hiệu nguyên tử. Số hiệu nguyên tử nói lên điều gì. * GV: Kí hiệu nguyên tử thường kèm theo các chỉ số đặc trưng để cho biết cấu tạo nguyên tử. Những chỉ số nào được xem là đặc trưng cơ bản của nguyên tử? *HS: Đó là số khối, số đơn vị điện tích hạt nhân. * GV đưa ra một số ví dụ để HS nắm được kí hiệu nguyên tử. * Yêu cầu HS cho biết số khối, số p, số e, số n, số z của các vd đó. Hoạt động 5: Đồng vị * GV cùng HS giải bài tập: Hãy tính số p, số n của để proti, đơteri, triti theo các kí hiệu nguyên tử sau: Từ đó rút ra nhận xét. * HS trả lời: Proti hạt nhân chỉ có 1p, không có n. Đơteri có 1p, 1n. Triti có 1p, 2n. Như vậy có nguyên tử trên có cùng số p, khác số n. * GV: Các nguyên tử trên có cùng số p nên có cùng điện tích hạt nhân và do vậy thuộc cùng một nguyên tố hóa học. Tuy nhiên, chúng có số khối A khác nhau do số n khác nhau. * GV: Cho các nguyên tử sau: Các nguyên tử nào là đồng vị với nhau? * HS trả lời và giải thích. * GV lưu ý: - Do điện tích hạt nhân quyết định tính chất nên các đồng vị có * Tính chất hóa học giống nhau. * Một số tính chất vật lí khác nhau (số n khác) Hoạt động 6: Nguyên tử khối * GV yêu cầu HS đọc định nghĩa nguyên tử khối trong SGK. * GV: Khối lượng nguyên tử H là 1,67. 10-27 kg = 1u đó là khối lượng tuyệt đối của nguyên tử H. Nguyên tử khối (khối lượng tương đối của nguyên tử H) là: 1u / u = 1. Như vậy, nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng nguyên tử đó gấp bao nhiêu lần so với đơn vị u. Do đó, nguyên tử khối không có thứ nguyên. * GV: Vì khối lượng electron qúa nhỏ nên một cách gần đúng có thể xem khối lượng nguyên tử bằng tổng khối lượng của các p và n trong hạt nhân, tức là Mngử = A. * HS làm bài tập: Xác định nguyên tử khối của P, biết P có Z = 15, N = 16. Hoạt động 7: Nguyên tử khối trung bình của các nguyên tố hóa học * GV: Vì hầu hết các nguyên tố đều là hỗn hợp của nhiều đồng vị nên nguyên tử khối của nguyên tố là nguyên tử khối trung bình của hỗn hợp các đồng vị tính theo tỉ lệ phần trăm số nguyên tử của mỗi đồng vị. * HS lên bảng làm ví dụ trong SGK. * GV hướng dẫn, HS lên bảng làm. Hoạt động 8: Củng cố toàn bài GV chia lớp thành 2 nhóm thảo luận, cử đại diện lên bảng trình bày. 1. Xác định số điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron, số electron, số khối của: 3 19 11 8 6 2 7Li, 23Na, 39K, 4He, 12C, 16O 2. Cho biết những nguyên tử là đồng vị của nhau. Giải thích? I. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 1. Điện tích hạt nhân: - Hạt nhân có Z proton thì điện tích hạt nhân là Z+. - Vì nguyên tử trung hòa điện Þ Số p = Số e Vậy: Số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) = số proton = số e VD: Số điện tích hạt nhân của nguyên tử Nitơ 7 Þ Nguyên tử Nitơ có: * 7 proton * 7 electron * ĐTHN = 7 + Số khối của hạt nhân: Số khối (A) là tổng số hạt proton (Z) và tổng số hạt nơtron (N) A = Z + N VD: Nguyên tử Kali có 19 proton, 20 nơtron Þ Số khối của nguyên tử Kali: A = 19 + 20 = 39 * Số điện tích hạt nhân Z và số khối A đặc trưng cho hạt nhân hay nguyên tử. VD: Nguyên tử Na có A = 23, Z = 11 Þ Nguyên tử Na có 11 proton, 11 electron và 12 nơtron. II. NGUYÊN TỐ HÓA HỌC 1. Định nghĩa: Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân. VD: Tất cả các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân là 11 đều thuộc nguyên tố Na. 2. Số hiệu nguyên tử: Số hiệu nguyên tử = Số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) = số proton = số electron. Ví dụ: 3. Kí hiệu nguyên tử: X: kí hiệu nguyên tố A: Số khối Z: Số hiệu nguyên tử (Ví dụ) : III. ĐỒNG VỊ: - Các đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học là những nguyên tử co cùng số proton nhưng khác nhau số nơtron. Do đó số khối A khác nhau. Vd: H có 3 đồng vị: Proti Đơteri ( ) Triti () (99,98 %) ( 0,016 %) (0,004 %) * Lưu ý: * Các đồng vị có tính chất hóa học giống nhau IV. NGUYÊN TỬ KHỐI VÀ NGUYÊN TỬ KHỐI TRUNG BÌNH CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC 1. Nguyên tử khối: - Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử. - Khối lượng electron rất nhỏ so với khối lượng nguyên tử nên khối lượng nguyên tử coi như bằng khối lượng hạt nhân tức là bằng tổng khối lượng của các proton và nơtron trong hạt nhân nguyên tử. - Nguyên tử khối = A ( số khối) 2. Nguyên tử khối trung bình: là nguyên tử khối trung bình A, B…. là nguyên tử khối mỗi đồng vị a, b…… là thành phần %, tỉ lệ số nguyên tử, số nguyên tử của mỗi đồng vị. VD1: Clo là hỗn hợp của hai đồng vị bền chiếm 75,77% và chiếm 24,23% tổng số nguyên tử clo trong tự nhiên. Nguyên tử khối trung bình của clo là: ô Dặn dò: làm các bài tập sgk/13,14