Tính kích thước, khối lượng, khối lượng riêng, bán kính nguyên tử - Hoá học lớp 10

Tính kích thước, khối lượng, khối lượng riêng, bán kính nguyên tử

Với Tính kích thước, khối lượng, khối lượng riêng, bán kính nguyên tử Hoá học lớp 10 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Tính kích thước, khối lượng, khối lượng riêng, bán kính nguyên tử từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 10.

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

Cần nhớ

- 1u = 1,6605. 10^-27 kg

- 1Å = 10^-8cm = 10^-10 m

- 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 = 6,02.10²³ nguyên tử

Ví dụ minh họa

Câu 1:

Ví dụ 1. Cho nguyên tử kali có 19 proton, 20 nơtron và 19 electron.

a. Tính khối lượng tuyệt đối của một nguyên tử kali

b. Tính số nguyên tử kali có trong 0,975 gam kali

Hướng dẫn:

a) Khối lượng 19p: 1,6726. 10^-27 .19 = 31,7794. 10^-27 (kg)

Khối lượng 19e: 9,1094. 10^-31 .19 = 137,0786. 10^-31 (kg) = 0,0173. 10^-27 (kg)

Khối lượng 20n: 1,6748. 10^-27 .20 = 33,486. 10^-27 (kg)

Khối lượng nguyên tử tuyệt đối của một nguyên tử K là:

31,7794. 10^-27 + 0,0173. 10^-27 + 33,486. 10^-27 = 65,2927. 10^-27 (kg)

b) Số mol K: n_K = 0,025.6,02. 10²³ = 0,15. 10²³ nguyên tử.

Ví dụ 2. Khối lượng riêng của canxi kim loại là 1,55 g/cm3. Giả thiết rằng, trong tinh thể canxi các nguyên tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng. Xác định bán kính nguyên tử canxi. Cho nguyên tử khối của Ca là 40.

Hướng dẫn:

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Nguyên tử khối của neon là 20,179. Hãy tính khối lượng của mỗi nguyên tử neon theo kg.

Lời giải:

Khối lượng của một nguyên tử neon theo kg:

m = 20,179.1,6605.10^-27 kg ≈ 33,507.10^-27 kg

Câu 2. Bán kính nguyên tử và khối lượng mol nguyên tử Fe lần lượt là 1,28Å và 56g/mol. Tính khối lượng riêng của Fe. Biết rằng trong tinh thể, các tính thể Fe chiếm 74% thể tích còn lại là phần rỗng.

Lời giải:

Từ công thức M (g/mol) = khối lượng tuyệt đối × N

⇒ Khối lượng của một nguyên tử Fe: m_Fe = 56/(6,02.10²³ ) (gam)

Mặt khác, thể tích của một nguyên tử Fe:

V = 4/3π.(1,28.10^-8 )³ ⇒ d = m/V = 10,59 (g/cm³ )

Vì sắt chỉ chiếm 74% thể tích trong tinh thể, nên khối lượng riêng đúng của sắt :

d'=10,59.74/100 ≈ 7,84 (g/cm³ )

Câu 3. Nguyên tử kẽm (Zn) có nguyên tử khối bằng 65u. Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân, với bán kính r = 2.10^-15m. Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm là bao nhiêu tấn trên một centimet khối (tấn/cm³)?

Lời giải:

r = 2.10-15m = 2.10^-13cm.

V = 4/3 πr³ = 4/3(3,14.(2.10^-13)³) = 33,49.10^-39 cm³.

Ta có 1u = 1,66.10^-27 kg = 1,66.10^-30 tấn.

Khối lượng riêng hạt nhân = (65.1,66.10^-30)/(33,49.10^-39) = 3,32.10⁹ tấn/cm³ .

Câu 4. Nguyên tử Fe ở 20^oC có khối lượng riêng là 7,87g/cm³ , với giả thiết này tinh thể nguyên tử Fe là những hình cầu chiếm 75% thẻ tích tinh thể, phân còn lại là những khe rỗng giữa các quả cầu. Cho khối lượng nguyên tử của Fe là 55,847. Tính bán kính nguyên tử gần đúng của Fe.

Lời giải:

Ta có thể tích một mol của nguyên tử Fe: V = 55,847/7,87 = 7,096 (cm³ )

Vậy thể tích của nguyên tử Fe là:

Mà ta có: V_{nguyên tử Fe} = 4/3 πR³

⇒ Bán kính nguyên tử gần đúng của Fe:

Câu 5. Theo định nghĩa, số Avogađro là một số bằng số nguyên tử đồng vị 12C có trong 12 gam đồng vị 12C. Số Avogađro được kí hiệu là N, N có giá trị là 6,023.10²³. Khối lượng của một nguyên tử 12C là bao nhiêu gam ?

Lời giải:

Khối lượng của một nguyên tử cacbon 12, m_C = 12/(6,023.10²³) = 1,9924.10^-23 gam