Đang tải... (xem toàn văn)
Nguyên tử là một khái niệm khá trừu tượng mà con người khó nắm bắt một cách trực quan. Tuy nhiên nguyên tử lại là thành phần cấu tạo nên thế giới vật chất xung quanh chúng ta, và nó quyết định rất lớn đến thế giới vật chất đó.Hiểu được điều này, nhóm quyết định tìm hiểu về chuyên đề nguyên tử. Chuyên đề “Những dạng bài tập về nguyên tử” được nhóm hệ thống kiến thức một cách ngắn gọn, đầy đủ, dưới dạng những sơ đồ tư duy. Sưu tầm, phân loại những dạng bài tập thường gặp xoay quanh về vỏ nguyên tử, hạt nhân nguyên tử trong chương trình chuyên từ cơ bản đến nâng cao, những đề thi Olympic trong và ngoài nước, các kì thi HSG Quốc Gia với mong muốn làm tài liệu học tập không chỉ cho riêng bản thân mình mà còn giúp ích được phần nào đó cho học sinh chuyên hóa, lý.
TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN LÝ TỰ TRỌNG TỔ HOÁ HỌC –––––––– CHUYÊN ĐỀ NHỮNG DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP VỀ NGUYÊN TỬ –––––––––––––––––––––– GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Cô Đinh Thị Lan Hương HỌC SINH THỰC HIỆN Nguyễn Hoàng Tuấn Anh Nguyễn Công Sang Nguyễn Thị Mỹ Quyên Lớp: 10A4 Năm học: 2015-2016 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1/ MỞ ĐẦU 1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.4 NƠI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI – THỜI GIAN VÀ TIẾN ĐỘ NGHIÊN CỨU 2/ TÓM TẮT LÝ THUYẾT NGUYÊN TỬ 11 2.1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 11 2.1.1 Thành phần – Kích thước – Khối lượng 11 2.1.2 Nguyên tố hóa học – Đồng vị 14 Sơ đồ tư Tóm tắt cấu tạo nguyên tử 15 2.2 CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ 16 2.2.1 Tính chất sóng - hạt ánh sáng 16 2.2.2 Cấu tạo vỏ nguyên tử 16 Sơ đồ tư Tóm tắt cấu tạo vỏ nguyên tử 22 2.3 CẤU TẠO HẠT NHÂN – CÁC PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 23 2.3.1 Độ bền hạt nhân – Độ hụt khối – Năng lượng liên kết 23 2.3.2 Phản ứng hạt nhân 24 Sơ đồ tư Tóm tắt hạt nhân phản ứng hạt nhân 31 2.4 HÓA HỌC PHÓNG XẠ 32 2.4.1 Năng lượng học phân rã phóng xạ phản ứng hạt nhân 32 2.4.2 Động học phóng xạ 32 2.4.3 Cân phóng xạ 33 3/ CÁC DẠNG BÀI TẬP 35 3.1 CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 35 3.1.1 Bài tập xác định số lượng loại hạt (p, n ,e) xác định nguyên tử 35 Bài tập tham khảo 45 3.1.2 Bài tập xác định khối lượng, khối lượng riêng, thể tích hạt nhân nguyên tử 67 Bài tập tham khảo 68 3.2 CÁC DẠNG BÀI TẬP CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ 71 3.2.1 Tính chất sóng – hạt ánh sáng Quang phổ nguyên tử 71 Bài tập tham khảo 77 3.2.2 Năng lượng ion hóa – Cấu hình electron 80 Bài tập tham khảo 87 3.2.3 Bài tập tổng hợp 92 Bài tập tham khảo 92 3.3 HÓA HỌC PHÓNG XẠ 95 3.3.1 Độ bền hạt nhân – Năng lượng liên kết 95 Bài tập tham khảo 96 3.3.2 Định luật chuyển dịch phóng xạ 98 Bài tập tham khảo 99 3.3.3 Định luật phân rã phóng xạ 102 Bài tập tham khảo 107 3.3.4 Năng lượng học phân rã phóng xạ phản ứng hạt nhân 121 Bài tập tham khảo 122 3.3.5 Bài tập tổng hợp 124 Bài tập tham khảo 126 3.4 CÁC BÀI TẬP ICHO THAM KHẢO 134 4/ KẾT LUẬN 139 4.1 KINH NGHIỆM RÚT RA 139 4.2 Ý KIẾN – KIẾN NGHỊ 139 4.3 Ý KIẾN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO 141 LỜI CẢM ƠN Đây lần nhóm chúng em thực chuyên đề, gặp nhiều khó khăn việc tìm kiếm tài liệu mặt hình thức, nên khó tránh khỏi sai sót Tuy nhiên, sau nhiều tháng kể từ nhận chuyên đề (tháng 9/2015), chúng em hoàn thành xong chuyên đề nhờ giúp đỡ tận tình thầy cô tổ hóa học -Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng đặc biệt cô Đinh Thị Lan Hương Nhóm chúng em cám ơn cô hướng dẫn chúng em việc tìm tòi, đúc kết kiến thức từ sách quan tâm đến chúng em suốt thời gian thực đề cương để chúng em hoàn thành tốt công việc hiểu sâu vấn đề môn mà chúng em yêu thích Bên cạnh em xin gửi lời cám ơn đến Ban Giám Hiệu nhà trường Thư Viện trường tạo điều kiện để nhóm em tìm tài liệu, thông tin bổ ích phục vụ cho chuyên đề từ thư viện trường Chúng em xin chân thành cám ơn! Nhóm thực đề tài –––––––––––– 1/ MỞ ĐẦU 1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Nguyên tử khái niệm trừu tượng mà người khó nắm bắt cách trực quan Tuy nhiên nguyên tử lại thành phần cấu tạo nên giới vật chất xung quanh chúng ta, định lớn đến giới vật chất Trong suốt trình nghiên cứu hạt nhân nguyên tử, người ta biết thêm phản ứng hạt nhân, bước ngoặc lớn công nghệ lượng quân Sự sống bắt nguồn từ nguyên tử vô tri vô giác phổ biến tự nhiên, dần hình thành nên phân tử, đại phân tử phức tạp tạo nên cấu trúc tế bào, tế bào tạo nên giới sống đa dạng phong phú ngày Trong tạo nên người có trí tuệ cảm xúc để lại nghiên cứu nó, tức nghiên cứu coi người Vì ảnh hưởng lớn mà chủ đề nguyên tử sớm đưa vào để giảng dạy cho bạn học sinh Tuy nhiên, nguyên tử dù hạt vật chất nhỏ lại có cấu tạo phức tạp, mối quan hệ chúng Điều đôi lúc làm bạn học sinh chưa nắm bắt hiểu rõ nguyên tử Hiểu điều này, nhóm chúng em định tìm hiểu chuyên đề nguyên tử Chuyên đề “Những dạng tập nguyên tử” chúng em hệ thống kiến thức cách ngắn gọn, đầy đủ, dạng sơ đồ tư Sưu tầm, phân loại dạng tập thường gặp xoay quanh vỏ nguyên tử, hạt nhân nguyên tử chương trình chuyên từ đến nâng cao, đề thi Olympic nước, kì thi HSG Quốc Gia với mong muốn làm tài liệu học tập không cho riêng thân mà giúp ích phần cho học sinh khối chuyên hóa 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Chuyên đề nguyên tử chuyên đề hay chuyên đề hóa đại cương Tuy nhiên kiến thức chuyên đề nhiều mang tính trừu tượng, điều khiến việc học tập chuyên đề gặp không khó khăn Qua tham khảo, nhóm nhận thấy có tài liệu tự học anh chị trước viết chủ đề này, song hạn chế số lượng tập Vì nhóm chúng em chọn viết lại chuyên đề nguyên tử theo hướng khác Đó hệ thống kiến thức dạng sơ đồ tư kèm theo hình ảnh minh họa Tập hợp phân loại tập, sâu tìm hiểu dạng tập thường xuất đề thi học sinh giỏi, đặc biệt HSG Quốc gia Olympic Quốc tế với mong muốn không làm nguồn tài liệu học tập cho thân mà chuyên đề cho bạn học sinh khác tham khảo, học tập… 1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Áp dụng sơ đồ tư cho việc hệ thống lại kiến thức giúp dễ dàng nhớ khắc sâu - Nghiên cứu, tham khảo tài liệu từ tác giả có uy tín, có kinh nghiệm - Đưa dạng tập tiêu biểu để minh họa sau có tập tương tự - Trao đổi, học hỏi từ thầy cô, bạn bè nhiều nơi - Dùng hình ảnh trực quan sinh động để mô tả - Tổng hợp, phân tích, đề xuất nhiều phương pháp giải cho tập lựa chọn cách hay, phù hợp với học sinh 1.4 NƠI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI – THỜI GIAN VÀ TIẾN ĐỘ NGHIÊN CỨU Nơi thực hiện: Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng Thời gian thực đề tài: Từ 9/2015 – 3/2016 Gồm giai đoạn: Giai đoạn (tháng 9/2015): - Nhận đề tài - Phân công công việc, tìm kiếm tài liệu Giai đoạn (tháng 10 – 17/11/2015): - Hoàn chỉnh đề cương, trình bày với giáo viên hướng dẫn - Tiếp tục hoàn thiện đề tài - Báo cáo đề cương chi tiết (17/11/2015) Giai đoạn (tháng 11/2015 – đến HK II) - Hoàn thiện chuyên đề, trình với giáo viên hướng dẫn - Báo cáo chuyên đề –––––––––––– Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 Đáp án: 222 a 226 88𝑅𝑎 → 86𝑅𝑛 + α 222 86𝑅𝑛 → 218 84𝑃𝑜 + α 218 84𝑃𝑜 → 214 82𝑃𝑏 + α 214 82𝑃𝑏 → 214 83𝐵𝑖 + α 214 83𝐵𝑖 → 214 84𝑃𝑜 + β 214 84𝑃𝑜 → 210 82𝑃𝑏 + α b Số nguyên tử Heli hình thành nguyên tử c Số nguyên tử Heli ước lượng 1,9.1017 nguyên tử d NA = 6,4.1023 mol-1 Bài Một chuỗi phân hủy phóng xạ tự nhiên bắt đầu với đồng vị bền 232 90Th kết thúc với 208 82Pb a Hãy tính số phân hủy (β–) xảy chuỗi b 228Th phần tử chuỗi thori, thể tích heli theo cm3 0°C atm thu gam 228Th ? (t1/2 =1,91 năm) chứa bình 20 năm? Chu kì bán hủy tất hạt nhân trung gian ngắn so với chu kì bán hủy 228 Th c Một phần tử chuỗi thori, sau tách riêng, thấy có chứa 1,5.1010 nguyên tử hạt nhân phân huỷ với tốc độ 3440 phân rã phút Chu kì bán huỷ tính theo năm? (Trích đề thi Olympic 30/4 truyền thống năm 2009 trường THPTChuyên Tiền Giang – Tiền Giang) Đáp án: a Số phân hủy β- hạt b VHe = 3,56.103cm3 c t1/2 = 5,75 năm Bài Đồng vị 130 52Te 231 53I dùng y học thường điều chế cách bắn phá bia chứa nơtron lò phán ứng hạt nhân Trong phương pháp trước tiên nhận nơtron chuyển hóa thành 131 52Te, đồng vị phân rã β tạo thành a Viết phương trình phản ứng hạt nhân xảy điều chế GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương 130 52Te 131 53I 131 53I Trang 128 Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 14 b Trong thời gian giờ, ml dung dịch 131 53I ban đầu phát 1,08.10 hạt β -Tính nồng độ ban đầu 131 53I dung dịch theo đơn vị μmol/1 -Sau ngày, hoạt độ phóng xạ riêng dung dịch Biết chu kì bán rã 131 53I 131 53I 103 Bq/ml? 8,02 ngày Cho số Avogadro 6.022.10-5 mol-1 (Trích đề thi năm 2015 Trường THPT Chuyên Lê Thánh Tông – Quảng Nam) Đáp án : 131 a 130 52𝑇𝑒 + 0𝑛 → 52𝑇𝑒 131 52𝑇𝑒 → 131 53𝐼 + β- b Nồng độ ban đầu 131 53I dung dịch 16,6μmol/l Hoạt độ phóng xạ riêng dung dịch Bài 2g 64 29Cu 0,39 g 131 53I có chu kì bán huỷ 12,7h lưu giữ buồng chì, thu 64 28Ni 0,61 g 64 30Zn, hai đồng vị bền a Viết phương trình biểu diễn phân rã b Mẫu 64 29Cu 103 Bq/ml t = 186,5 ngày 64 29Cu lưu giữ bao lâu? (Giả định phép cân PTN không đủ nhậy để phát hụt khối trình phân rã phóng xạ) Tính số tốc độ trình phân rã 64 29Cu tạo thành 64 28Ni 64 30Zn (Trích đề thi Olympic 30/4 truyền thống truyền thống 30/4 Trường THPT Chuyên Hùng Vương – tỉnh Bình Dương – năm 2014) Đáp án: a 64 29𝐶𝑢 → 64 30𝑍𝑛 + β- 64 29𝐶𝑢 64 28𝑁𝑖 + β+ → b t = 12,7 kβ+ = 3,33.10-2.h-1; kβ- = 2,13.10-2.h-1 Bài Astatin nguyên tố phóng xạ với chu kỳ bán hủy 8,3 Astatin điều chế cách bắn hạt α vào nguyên tử 209 83Bi a Viết phương trình hóa học tạo thành Astatin b Nếu xuất phát từ 1656.1023 nguyên tử Bi cuối thu gam 211 At? Biết N A = 6,023.1023 c Lượng At sau 168 lại bao nhiêu? Trang 129 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 (Trích đề thi Olympic 30/4 truyền thống truyền thống 30/4 Trường THPT Lê Quý Đôn – tỉnh Nha Trang – năm 2014) Đáp án: a 209 83𝐵𝑖 + α → 211 85𝐴𝑡 + 10𝑛 b mAt = 58,025g c mAt = 4,7.10-5g Bài Sự biến đổi hạt nhân bền 67 30Zn 67 31Ga (với chu kì bán rả t1/2 = 3,26 ngày) thành hạt nhân xảy hạt nhân 67Ga bắt electron thuộc lớp K, vỏ electron bao xung quanh hạt nhân Quá trình không phát xạ β+ a Viết phương trình phản ứng hạt nhân biểu diễn biến đổi phóng xạ 67Ga b Người ta tổng hợp m gam chất phóng xạ gali xitrat (GaC6H5O6.3H2O) từ 10,25 mg kim loại gali làm giàu đồng vị 67Ga Hoạt độ phóng xạ mẫu (m gam) dược chất 1,09.108 Bq Chấp nhận trình tổng hợp có hiệu suất chuyển hóa Ga 100% - Tính khối lượng đồng vị 67Ga m gam dược chất tổng hợp (cho 67Ga đồng vị phóng xạ có mẫu) - Tính hoạt độ phóng xạ cùa gam dược chất gali xitrat dược tổng hợp c Ngay sau tổng hợp, toàn m gam dược chất phóng xạ hòa tan 100 ml nước cất Sau giờ, ml dung dịch tiêm vào tĩnh mạch bệnh nhân Sau tiêm giờ, người ta lấy ml mẫu máu bệnh nhân đo hoạt độ phóng xạ 210,2 Bq - Tính hoạt độ phóng xạ theo Bq liều ml dung dịch galixitrat tiêm vào thể bệnh nhân - Tính thể tích máu cúa bệnh nhân ml Giả thiết toàn galixitrat phân bố máu (Cho: C = 12,0; O = 16,0; Ga = 69,7; Y = 88,9, H = 1,0) (Trích đề thi Olympic 30/4 truyền thống truyền thống 30/4 Trường THPT Chuyên Trần Hưng Đạo – tỉnh Bình Thuận – năm 2014) Đáp án: a 67 31𝐺𝑎 + e → 67 30𝑍𝑛 b mGa = 4,930.10-9 g A = 2,50.109 Bq/g GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 130 Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 c Hoạt độ phóng xạ liều 1ml dung dịch galixitrat: A = 1,015.106Bq/ml Thể tích máu V = 4,786.103ml Bài 14C đồng vị phóng xạ β cacbon có chu kì bán hủy t1/2 = 5700 năm Hàm lượng 14 C khí thể sinh vật sống ổn định Khi sinh vật chết, tỉ lệ 14C/12C giảm dần Mỗi gam cacbon tổng cộng thể sống có độ phóng xạ C 0,277 Bq (phân rã/giây) a Viết phương trình phân rã 14C b Tính độ phóng xạ toàn phần 14C số nguyên tử 14C người nặng 70 kg, biết hàm lượng cacbon tống cộng thể người khoảng 18,5% c Một mẫu vật có nguồn gốc sinh học có tỉ lệ 14C/12C 0,3 lần tỉ lệ 14C/12C thể sống Tính tuổi mẫu vật (Trích đề thi năm 2015 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng – Cần Thơ) Đáp án: a 146𝐶 → 14 7𝑁 + β- b Độ phóng xạ toàn phần A = 3587 Bq c t = 9900 năm Bài 10 32P phân rã β- với t1/2 = 14,28 ngày, điều chế phản ứng nơtron với hạt nhân 32S a Viết phương trình phản ứng hạt nhân để điều chế 32P biểu diễn phân rã phóng xạ 32P b Có hai mẫu phóng xạ 32P kí hiệu mẫu I mẫu II Mẫu I có hoạt độ phóng xạ 20 mCi lưu giữ bình đặt buồng làm mát có nhiệt độ 10°C Mẫu II có hoạt độ phóng xạ μCi bắt đầu lưu giữ thời điểm với mẫu I nhiệt độ 20°C Khi hoạt độ phóng xạ mẫu II 5.10-1 μCi lượng S xuất bình chứa mẫu I gam? Biết trước lưu giữ, bình S Cho: lCi = 3,7.1010Bq(lBq =1 phân rã/giây); số Avogadro NA = 6,02.1023mol-1; Hoạt độ phóng xạ không phụ thuộc vào nhiệt độ (Trích đề thi Olympic 30/4 truyền thống thức năm 2014) Đáp án: 32 1 a 32 16𝑆 + 0𝑛 → 15𝑃 + 1𝑝 Trang 131 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử 32 15𝑃 → 32 16𝑆 Lớp 10A4 + β- b m = 5,3.10-8g Bài 11 Chuỗi phóng xạ tự nhiên phẩm cuối 206 82Pb 238 92U gồm 14 phản ứng hạt nhân nối tiếp với sản Trong chuỗi này, phản ứng chậm là: 238 92U → 234 90Th + 42He (Có t1/2 = 4,51.109 năm) Các phản ứng lại có t1/2 khoảng 1.5.10-4S Đến 2.1.105 năm Khi phân tích tất quặng U vỏ trái đất, người ta thấy tỉ lệ khối lượng 206 238 82Pb/ 92U 0,866 a Tính số tốc độ chuỗi phóng xạ b Tính tuổi trái đất giả sử hình thành lúc với trái đất c Tỉ lệ số nguyên tử triti tổng số nguyên tử hiđro mẫu nước sông 8.10-18 Triti phân hủy phóng xạ với chu kì bán hủy 12,3 năm Tính số nguyên tử triti 10 gam nước sau 40 năm (Trích đề thi năm 2015 Trường THPT Chuyên Nguyễn Thượng Hiền – TP Hồ Chí Minh) Đáp án: a k = 1,537.10-10 (năm)-1 b t = 4,51.109 năm Bài 12 Một mẫu đá chứa 99,275 mg U-238; 68,301 mg Pb-206 lượng cực nhỏ Ra226 Giả thiết ban đầu mẫu đá chì radi tồn sẵn a Tính tuổi mẫu đá b Tìm khối lượng radi (mg) có mẫu đá Đáp án: a t = 5,25 × 109 năm b mRa-226 = 3,374 × 10-5 mg (Trích đề thi đề xuất Olympic trại hè Hùng Vương lần thứ XI - trường THPT Chuyên Bắc Giang) Bài 13 Ở nước hồ, người ta đo tốc độ phân rã phóng xạ đông vị 226 Ra 6,7 nguyên tử.phút-1.(100lit-1) Qúa trình tạo đồng vị 222 Rn có hoạt độ phóng xạ 4,2 nguyên tử.phút-1.(100lit-1) Độ phóng xạ đồng vị không thay đổi theo thời gian, phần 222Rn sinh từ trình phân rã 226Ra lại bị trình tên xảy hồ GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 132 Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 a/ Tính nồng độ 222Rn (đơn vị mol/lít) b/ Tính số tốc độ (đơn vị phút-1) trình tên Biết trình tuân theo định luật tốc độ phản ứng bậc Cho: t1/2(222Rn) = 3,8 ngày; t1/2(226Ra) = 1600 năm; NA= 6,02.1023 (Trích đề thi đề xuất Olympic trại hè Hùng Vương lần thứ XI - trường THPT Chuyên Cao Bằng - tỉnh Cao Bằng) Đáp án: a CRn-222 = 5,5.10-22M b k = 7,54.10-5 (phút-1) Bài 14 Cho trình sau đây: (1) : He 36 Li (2) : 13 N 13 C (3) : 74Be 37 Li a Quá trình tự diễn biến? Vì sao? b So sánh tốc độ cực đại hạt sơ cấp ( β-, β+) trình tự diễn biến Cho : 13 He 6,01889u; 36 Li 6,01512u; 13 N 13,00574u; C 13,00335u; Be 7,01693u; 37 Li 7,01600u; me 0,00055u;1eV 1,602.1019 J (Trích đề thi đề xuất trường THPT Chuyên Vĩnh Phúc - Trại hè Hùng Vương lần thứu XI) Đáp án: a Các trình (1) (2) tự diễn biến Quá trình (3) không tự diễn biến b Tốc độ cực đại electron phát sinh (1) lớn tốc độ cực đại electron phát sinh (2) Trang 133 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 3.4 CÁC BÀI TẬP ICHO THAM KHẢO Bài Khi nguyên tử X hấp thụ xạ với photon có lượng lớn lượng ion hóa nguyên tử, nguyên tử bị ion hóa tạo thành ion X+ đồng thời electron tách (gọi photoelectron) Khi đó, lượng bảo toàn hỉnh 1, tức là: Năng lượng photon (hν) = Năng lượng ion hóa (IE) cùa nguyên tử X+ lượng động học photoetectron Khi phân tử, chẳng hạn H2, hấp thụ tia sáng có bước sóng ngắn photoelectron tách với hình thành ion H2+ với trạng thái dao động khác Hình Sơ đồ quang phổ photoelectron Hình Phổ photoelectron cùa H2 Năng lượng xạ bị hấp thụ 21.2 eV Phổ photoelectron đồ thị mô tả phụ thuộc hàm số số photoelectron vào lượng động học Hình cho phổ photoelectron điền hình, H2 mức dao động thấp hấp thụ xạ đơn sắc có lượng 21,2 eV Không có GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 134 Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 photoelectron có lượng cao 6,0 eV eV loại đơn vị lượng 1,0 eV = 1,6.10-19 J a-1) Trình bày cách tính độ chênh lệch lượng ΔEA1 (eV) H2 (v = 0) H2+ (Vion = 0) với độ xác chữ số sau dấu phẩy V Vion số lượng tử dao động H2 and H2+ a-2) Trình bày cách tính độ chênh lệch lượng ΔEA2 (eV) H2+ (Vion = 0) H2+ (vion = 3) với độ xác chữ số sau dấu phẩy b) Các mức lượng electron nguyên tử hiđro EnH cho phương trình E= −Ry n2 (n = 1, 2, 3, …) Trong n số lượng tử chính, Ry số có thứ nguyên lượng Chênh lệch lượng từ mức n = đến mức n = nguyên tử hiđro 10,2 eV Trình bày cách tính lượng ion hóa EB (eV) nguyên tử hiđro với độ xác chữ số sau dấu phẩy c) Ngưỡng lượng để hình thành nguyên tử hiđro có electron trạng thái bị kích thích H* (n=2) từ phân tử H2 (v = 0) thu từ thực nghiệm 24,9 eV Trình bày cách tính lượng liên kết Ec (eV) H2 với độ xác chữ số sau dấu phẩy d) Viết chu trình lượng để tính lượng liên kết Ed (eV) H2+ với độ xác chữ số sau dấu phẩy Nếu không tính giá trị Eb Eo, lấy Eb =15,0 eV Ec = 5,0 e) Trình bày cách tính ngưỡng lượng Ee (eV) với độ xác chữ số sau dấu phẩy phản ứng ion hóa nối tiếp sau phân li biểu diễn phương trình sau: H2 → H* (n=2) + H+ + eNếu không tính giá trị EB EC, lấy EB =15,0 eV EC = 5,0 eV f) Khi khí H2 hấp thụ tia sáng đơn sắc có lượng 21,2 eV, trình phân li xảy 21‚ eV H2 → H(n=1) + H(n=1) Trang 135 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 Hai nguyên tử hiđro chuyển động theo hai chiều ngược với vận tốc Trình bày cách tính vận tốc u (m s-1) nguyên tử hiđro sinh phản ứng Phân tử H2 giả định đứng yên Nếu không tính giá trị EC, lấy EC = 5,0 eV (Trích đề thi Icho lần thứ 42 Nhật Bản) Bài Năm 1895, độc lập gần đồng thời, Ramsay Clève tìm thấy nguyên tố heli khoáng cleveite (một khoáng vật chứa urani oxit, oxit chì, thori đất tạp chất khác uraninit) Chất khí thoát từ đá quặng cho vạch quang phổ gần 588 nm (vạch D3 hình 1, bên cạnh vạch D1 D2 natri biết từ lâu Hình Các vạch quang phổ nằm gần 588nm Trình bày cách tính lượng E [J] photon với bước sóng vạch D3 heli cho hình Hình cho giản đồ lượng AO (atomic orbitals) nguyên tử heli Các mũi tên chuyển mức "được phép" theo nguyên lí quang phổ GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 136 Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 Hình Giản đồ lượng obitan nguyên tử heli electron orbital 1s a Trong số trường hợp chuyển mức lượng từ [A] đến [E], hình 2, xác định trường hợp chuyển tương ứng với tạo thành vạch quang phổ D heli Đánh dấu vào phiếu trả lởi trường hợp b Phương trình phương trình từ [A] đến [D] giải thích hình thành heli quặng cleveite? Đánh dấu vào phiếu trả lời trường hợp Argon tìm thấy số khoáng vật, chẳng hạn malacon c Phương trình phương trình từ [A] đến [D] giải thích hình thành argon quặng? Đánh dấu vào phiếu trả lởi trường hợp Một chứng thuyết phục vè tồn argon heli dạng khí đơn nguyên tử tỉ số nhiệt dung đẳng áp nhiệt dung đẳng tích (ỵ= Cp/Ci) chúng ( 1,67 ± 0,01) tỉ số Cp/Cr đơn nguyên tử Tỉ số tìm cách đo tốc độ truyền âm vs với việc sử dụng phương trình đây: Trong đó: X tần số bước sóng âm thanh, R, T, M số khí, nhiệt độ tuyệt đối khối lượng mol chất khí Đối với mẫu khí chưa biết, bước sóng âm đo A = 0,116 m tần số /= 3520 Hz (Hz = s-1) nhiệt độ 15,0°C áp suất (1,013.105 Pa) Ở điều kiện trên, khối lượng riêng p chất khí cho 0,850 ± 0,005 kg.m-3 d Trình bày cách tính khối lượng mol A[kg.mol-1] khí nói e Trình bày cách tính tỉ số nhiệt dung khí cho Trang 137 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 f Chất khí cho chất chất từ [A] đến [D] đây? Đánh dấu vào phiếu trả lời trường hợp (Trích đề thi Icho lần thứ 42 Nhật Bản) –––––––––––– GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 138 Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 4/ KẾT LUẬN 4.1 KINH NGHIỆM RÚT RA Sau hoàn thành chuyên đề này, nhóm chúng em rút số kinh nghiệm cho thân việc học làm tập nguyên tử Chúng em nhận thấy rõ ưu điểm nhóm cần phát huy với thiếu sót cần sửa chữa cho lần sau Trong đó: Ưu điểm: Có nguồn tập phong phú, đáng tin cậy, có trang-thiết bị đầy đủ để phục vụ cho trình làm chuyên đề Trong nhóm đoàn kết Các thành viên hoàn thành tốt công việc hỗ trợ lẫn Giáo viên hướng dẫn tận tình dẫn giúp đỡ Nhược điểm: Phần tập nhiều hạn chế Chưa có nhiều thời gian tìm hiểu sâu hóa học phóng xạ động học phóng xạ - phần quan trọng kì thi học sinh giỏi quốc gia Chưa có nhiều thời gian tìm hiểu nhiều tập Olympic quốc tế Nếu tiếp tục thực chuyên đề nhược điểm sở để nhóm phát triển chuyên đề hoàn thiện 4.2 Ý KIẾN – KIẾN NGHỊ Nếu tiếp tục thực chuyên đề, nhóm chúng em sâu vào mảng lý thuyết quan trọng khó (có thể phục vụ cho thi HSG Quốc gia, Olympic Quốc tế) Ví dụ: vấn đề sâu phần vỏ nguyên tử hệ thức bất định, phương trình Schorodinger, hàm sóng,….Đồng thời, chúng em muốn tìm kiếm nhiều tập để tự nâng cao khả giải tập; đưa cách giải hay quan trọng chia sẻ cho bạn –––––––––––– Trang 139 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 4.3 Ý KIẾN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ý kiến cô Đinh Thị Lan Hương: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 140 Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bài tập Hóa Học Đại Cương – Tập – Tập Nguyễn Đức Chung NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2010 [2] Kỹ thuật giải nhanh toán hay khó Hóa Học 10 Nguyễn Xuân Trường, Quách Văn Long, Hoàng Thị Thúy Hương NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2014 [3] Bài tập hay khó Hóa Học 10 Huỳnh Văn Út NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2014 [4] Tuyển tập 20 năm đề thi Olympic 30/4 Hóa Học 10 Ban tổ chức kì thi NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2014 [5] Bài tập Hóa Học Đại Cương Lâm Ngọc Thiềm NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2011 [6] Các dạng tập Hóa Đại Cương & Hóa Vô Cơ Phạm Đức Bình NXB Đại học Sư Phạm, 2009 [7] Tài liệu chuyên Hóa Học 10 – Tập Đào Hữu Vinh (Chủ Biên) NXB Giáo dục, 2013 [8] Olympic hóa học quốc tế - Tập - Tập Vương Minh Châu – Đào Phương Diệp NXB Giáo dục, 2010 [9] Đề thi HSG QG năm [10] Lời giải đề thi HSG Hóa học 12 Huỳnh Văn Út NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2013 [11] Hóa đại cương Trần Đình Soa NXB Giáo Dục VN, 2008 [12] Bài tập hóa học đại cương Lô Thanh Hà Trang NXB Hải Phòng, 2011 [13] Bài tập hóa đại cương vô Nguyễn Duy Ái – Đào Hữu Vinh NXB Giáo Dục, 2012 [14] General Chemistry Raymond Chiang – Mc Graw Hill International Edition, 2003 [15] Discover Chemistry Tan Yin Toon – Emily Clare – John Sadler – Marshall Cavendish Education, 2003 Trang 141 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Chuyên đề: Những dạng tập thường gặp nguyên tử Lớp 10A4 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 142 [...]... Nguyên tử gồm 2 phần: hạt nhân nguyên tử và vỏ nguyên tử Được cấu tạo từ 3 loại hạt: proton, neutron, và electron Hình 1 Cấu tạo của nguyên tử theo mô hình nguyên tử Borh Hạt nhân nguyên tử: Hình 2 Hạt nhân nguyên tử - Hạt nhân nguyên tử mang điện tích dương Trang 11 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 - Gồm các hạt proton và neutron Proton và neutron... định nghĩa lại như sau: Nguyên tố hóa học (Chemical Elements) là tập hợp các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 14 Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 Sơ đồ tư duy 1 Tóm tắt về cấu tạo nguyên tử Trang 15 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 2.2 CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ 2.2.1 Tính chất sóng... (2.27) thành (2.29) và (2.30), hệ không thể đi đến trạng thái cân bằng phóng xạ (4) Và cuối cùng là trường hợp 2 ≈ 1 nghĩa là t1/2 (1) ≈ t1/2 (2) GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 34 Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 3/ CÁC DẠNG BÀI TẬP 3.1 CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 3.1.1 Bài tập xác định số lượng các loại hạt (p, n ,e) và xác định nguyên tử Sơ đồ giải... đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 2/ TÓM TẮT LÝ THUYẾT NGUYÊN TỬ: Cấu tạo nguyên tử – Cấu tạo vỏ nguyên tử – Cấu tạo hạt nhân và các phản ứng hạt nhân – Hóa học phóng xạ 2.1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Nguyên tử (Atom) là hạt vi mô trung hòa về điện, đại diện cho nguyên tố hóa học và không bị chia nhỏ trong phản ứng hóa học 2.1.1 Thành phần – Kích thước – Khối lượng 2.1.1.1 Thành phần - Nguyên. .. lượng nguyên tử: phổ biến nhất là phân hạch hạt nhân, ngoài ra còn có tổng hợp hạt nhân, phân rã phóng xạ - Năng lượng nguyên tử là nguồn năng vô tận GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 30 Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 Sơ đồ tư duy 3 Tóm tắt về hạt nhân và phản ứng hạt nhân Trang 31 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp... Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 2.1.2 Nguyên tố hóa học – Đồng vị Đồng vị (Isotopes) là những dạng nguyên tử khác nhau của cùng một nguyên tố mà hạt nhân nguyên tử của chúng tuy có cùng số proton song lại khác nhau về số nơtron do đó số khối của chúng khác nhau Hình 5 Các đồng vị của nguyên tố Cacbon Hầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của các đồng vị nên nguyên tố... Hương Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 Sơ đồ tư duy 2 Tóm tắt cấu tạo vỏ nguyên tử GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 22 Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 2.3 CẤU TẠO HẠT NHÂN – CÁC PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 2.3.1 Độ bền của hạt nhân – Độ hụt khối – Năng lượng liên kết Độ bền của hạt nhân - Các proton cùng mang điện tích dương và ở rất gần nhau, do đó... Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 Bài 2 Hợp chất A được tạo thành từ cation X+ và anion Y- phân tử A chứa 9 nguyên tử, gồm 3 nguyên tố phi kim tỉ lệ số nguyên tử của mỗi nguyên tố là 2 : 3 : 4 Tổng số proton trong A là 42 và trong ion Y- chứa 2 nguyên tố cùng chu kì và thuộc 2 phân nhóm chính liên tiếp Viết công thức hoá học và gọi tên A (Trích bài 28/22 trong sách Bồi dưỡng... hợp lại thành hạt nhân nguyên tử bền thì giải phóng năng lượng ra bên ngoài dẫn đến sự hao hụt về khối lượng Năng lượng liên kết hạt nhân Trang 23 GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 - Năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng cần tiêu tốn để phá vỡ hạt nhân nguyên tử thành các proton và notron - Độ bền của hạt nhân nguyên tử là đại lượng năng lượng... khối lượng của hạt nhân mẹ, con và electron 2.4.2 Động học phóng xạ Định luật phân rã phóng xạ GVHD: Cô Đinh Thị Lan Hương Trang 32 Chuyên đề: Những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử Lớp 10A4 - Số hạt nhân nguyên tử còn lại sau thời gian t được xác định bởi công thức: N=Noe-kt N là số nguyên tử của nuclit phóng xạ đang khảo sát k là hằng số tốc độ phân rã No là số nguyên tử của nuclit phóng xạ ở thời