CHUYÊN ĐỀ 5 : PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I. KIẾN THỨC CƠ BẢN  Ta gọi chung sự biến đổi hạt nhân do sự tự phân rã hạt nhân (sự phóng xạ) hoặc do tương tác giữa các hạt nhân với các hạt cơ bản (p , n , e , β …) là phản ứng hạt nhân – đó là quá trình biến đổi nguyên tố này thành nguyên tố khác .  Khi viết sự phản ứng hạt nhân cần tuân theo định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối Vd : 23 11 Na + 4 2 He → 26 12 Mg + 1 1 H  Chu kì bán rã ( 1/2 t ) là thời gian cần thiết để một nữa lượng mẫu chất nhất định bị phân rã . 1/2 1 t .ln 2 k = (Với k là hằng số phóng xạ) 0 N 1 k= .ln t N (Với t là thời gian phóng xạ , N 0 là lượng chất phóng xạ ban đầu , N là lượng chất phóng xạ sau thời gian t)  Một số hạt cơ bản dùng làm "đạn" hoặc thoát ra trong các phản ứng hạt nhân ♦ Hạt α (Hạt nhân hêli 4 2+ 2 He ) ♦ Hạt nơtron ( 1 0 n ) , hạt proton ( 1 1 p ) , hạt β hay electron ( 0 -1 e ) , hạt positron ( 0 1 e ) II. BÀI TẬP 1. Hoàn thành các phản ứng hạt nhân sau : a. 7 3 Li + 1 1 H → ? c. ? → 239 93 Np + 239 91 Pa b. 14 7 N + 1 0 n → ? + 1 1 H d. ? → 239 94 Pu + 239 92 U 2. Khi phóng ra tia α , poloni 210 84 Po biến thành chì a. Viết phương trình phản ứng biểu diễn sự phóng xạ của poloni (cho biết tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử 4 2 He ) . b. Nếu chu kì bán rã của 210 84 Po là 140 ngày thì sau bao nhiêu ngày 1g poloni sẽ còn 0,125g . 3. Đồng vị phóng xạ 131 53 I được dùng trong các nghiên cứu và chữa bệnh bứu cổ . Một mẫu 131 53 I sau 3,325 ngày phóng xạ được 25% . a. Xác định hằng số phóng xạ và chu kỳ bán hủy . b. Tính thời gian cần thiết để lượng chất ban đầu còn lại 10% . 4. Trong họ phóng xạ của Urani , các nguyên tố trong họ có số khối được tính theo công thức A = 4n + 2 với 51 ≤ n ≤ 59 . Trong một mẫu đá chứa 40 µg đồng vị đầu và 10,71µg đồng vị cuối của dãy phóng xạ . Tính tuổi mẫu đá , biết chu kì bán rã từ X đến đồng vị cuối cùng là 4,51.10 19 năm . 5. Chu kì bán rã của Urani là 4,5 tỉ năm . Hỏi sau bao nhiêu tỉ năm thì 2,4g Urani giảm xuống còn 0,15g . 6. Chu kì bán rã của Radi (Ra) là 1620 năm . Hỏi sau bao nhiêu năm từ 3g Ra giảm còn 0,375g . 7. Nguyên tố Radon (Rn) có chu kì bán rã rất nhỏ . Cứ 5g Rn sau thời gian 5544 phút đã giảm còn 0,625g . Tính chu kì bán rã của Rn (theo ngày) . 8. Astatin là nguyên tố thuộc halogen , và là nguyên tố phóng xạ với chu kì bán hủy là 8,3 giờ . Astatin được điều chế bằng cách bắn hạt α vào nguyên tử 209 83 Bi . a. Viết phương trình phản ứng tạo thành Astatin . b. Nếu xuất phát từ 1,656.10 23 nguyên tử Bi trên thì cuối cùng thu được bao nhiêu gam 211 At c. Lượng Astatin trên sau 168 giờ còn lại bao nhiêu . HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN CHƯƠNG I ---------------------------- CHUYÊN ĐỀ 1 1. a. m C = 20,0898.10 -24 g ; C = 12u b. p e m =1836 m ; -5 e C m =4,5.10 m ; hn C m 1 m ≈ 2. 1,5.10 14 lần 3. a. D Zn = 10,52 g/cm 3 b. D hn = 3,22.10 15 g/cm 3 4. r Ca = 0,179nm 5. r Ca = 1,79 A o ; r Cu = 1,28 A o 6. a. 3,154.10 -23 g b. 7,535.10 12 tấn/cm 3 c. 10 12 lần 7. D' Al = 3,66g/cm 3 CHUYÊN ĐỀ 2 1. Có 6 oxit : 65 29 Cu 16 8 O ; 65 29 Cu 17 8 O ; 65 29 Cu 18 8 O ; 63 29 Cu 16 8 O ; 63 29 Cu 17 8 O ; 63 29 Cu 18 8 O 2. Có 12 phân tử . 3. a. Có 3 nguyên tố hóa học b. Nguyên tố thứ nhất có 2 đồng vị 5 11 A và 5 10 E Nguyên tố thứ hai có 3 đồng vị 20 10 C ; 21 10 D và 22 10 G Nguyên tố thứ ba có một loại nguyên tử 23 11 B c. HS tự giải 4. a. % 35 Cl = 75% b. %m 35 Cl = 26,12% 5. m Cu = 31,77g 6. %m 11 B = 14,42% 7. Số nguyên tử 2 1 H trong 1 ml H 2 O là : 5,35.10 20 nguyên tử 8. M = 79,92 đvC 9. a. p = 38 ; A = 88 b. A Y = 89 ; A Z = 87 c. đồng vị Z chiếm 90 nguyên tử . 10.a. O A ≈ 16 b. 16 O có 2558 nguyên tử ; 18 O có 5 nguyên tử c. Có 6 loại phân tử oxi tất cả 11. M là Al , X là Cl 12.a. M M = 56 ; M X = 32 b. CTPT : FeS 2 (pyrit sắt) . 13. Nguyên tố Kali : 39 19 K 14.a. A 1 = 28 ; A 2 = 29 ; A 3 = 30 b. Số nơtron của các đồng vị lần lượt là 14 , 15 , 16. 15. X A ≈ 13 16. M là 56 26 Fe 17.a. M = 63,54 ⇒ M là Cu b. M X = 65 ; M Y = 63 . 18.a. X A = 28,107 , Số khối của 3 đồng vị lần lượt là 28 , 29 , 30 b. Số nơtron của các đồng vị lần lượt là 14 , 15 , 16. CHUYÊN ĐỀ 3 1. a. M A = 20u ; M B = 23u ; M C = 35u b. 10 A / 1s 2 2s 2 2p 6 ; 11 B / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ; 17 C / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 c. A là khí hiếm ; B là kim loại ; C là phi kim . 2. Cấu hình electron của Fe : 26 Fe / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 26 Fe 2+ / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 26 Fe 3+ / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 3. HS tự giải 4. a. 32 16 A / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 : là phi kim b. 40 20 B / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 : là kim loại c. 40 20 C / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 : là kim loại 5. R có 4p , 4e , 5n . 9 2 2 4 R / 1s 2s 6. là nguyên tố Kali . 19 K / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 7. a. Là nguyên tố Natri b. 11 Na / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 c. Có 6 obitan và 11 electron . 8. a. Tùy thuộc vào số electron x trên phân lớp 4p x . Nếu x ≤ 2 thì X là kim loại , nếu 3 ≤ x ≤ 5 thì Y là phi kim . b. 35 X / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 20 Y / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 9. a. M + / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ; X 2- / 1s 2 2s 2 2p 6 b. M ở ô 19 , chu kì 4 , nhóm IA ; X ở ô 8 , chu kì 2 , nhóm VIA 10. có 2 cặp phù hợp là : K 2 S và CaCl 2 . 11.a. A là Al ; B là Cl b. X.nH 2 O là AlCl 3 .6H 2 O 12.a. X / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 5 b. X là Iot , Z = 53 , A X = 127 ; Y là Kali , Z = 19 , A Y = 39 . c. X là phi kim , Y là kim loại 13.a. 16 A / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 19 B / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 b. Số khối của A là 32 , số khối của B là 39 . 14.a. X là Na , Y là F , Z là Ne b. Xét với 3 trường hợp (Z = 19 , Z = 24 , Z = 29) . CHUYÊN ĐỀ 4 1. a. A là S có cấu hình A / 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 b. B là F có cấu hình B / 1s 2 2s 2 2p 5 2. a. e A cuối cùng có 4 số lượng tử (n = 4 , l = 0 , m l = 0 , m s = 1 2 + ) . A là Kali e B cuối cùng có 4 số lượng tử (n = 3 , l = 1 , m l = 1 , m s = 1 2 − ) . A là Agon b. CT của X là KClO 3 3. Có 3 nguyên tử mà electron cuối cùng có 4 số lượng tử thỏa mãn + Nguyên tử Cacbon : n = 2 , l = 1 , m l = 0 , m s = 1 2 + + Nguyên tử Oxi : n = 2 , l = 1 , m l = 1 , m s = 1 2 − + Nguyên tử Natri : n = 3 , l = 0 , m l = 0 , m s = 1 2 + 4. Các cấu hình electron của 2 trường hợp đều không tồn tại mà phải chuyển qua dạng bền hơn . Đó là cấu hình của Cr và Cu 5. (2) và (3) đúng ; (1) và (4) không đúng . 6. A /1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 , A là kim loại ; B /1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 , B là phi kim . 7. a. A/ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 , A ở ô thứ 13 , chu kì 3 , nhóm IIIA . B/ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 , B ở ô thứ 17 , chu kì 3 , nhóm VIIA b. Liên kết trong công thức cấu tạo AB 3 là liên kết ion . CHUYÊN ĐỀ 5 1. HS tự giải 2. a. 210 84 Po → 206 82 Pb + 4 2 He b. 420 ngày . 3. a. k = 0,0865 1/2 t = 8,012 ngày . b. 10% t = 26,624 ngày . 4. 1,75.10 9 năm 5. 18 tỉ năm 6. 4860 năm 7. 1848 phút hay 1,283 ngày đêm . 8. a. HS tự làm b. 58,025g c. 4,7.10 -5 g ----------------- ----------------- . CHUYÊN ĐỀ 5 : PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I. KIẾN THỨC CƠ BẢN  Ta g i chung sự biến đ i hạt nhân do sự tự phân rã hạt nhân (sự phóng xạ) hoặc do tương tác giữa. hạt nhân v i các hạt cơ bản (p , n , e , β …) là phản ứng hạt nhân – đó là quá trình biến đ i nguyên tố này thành nguyên tố khác .  Khi viết sự phản ứng