Bài 2: Nguyên Tử | Khoa Học Tự nhiên 7 | Chương I: Nguyên tử. Sơ lược về bảng tuần hoàn. Các nguyên tố hóa học. - Lớp 7 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

I - Quan niệm ban đầu về nguyên tử

Hàng ngàn năm trước, nhiều nhà thông thái Hy Lạp mà đại diện là Đê-mô-crit (Democritus), đã cho rằng: sự tồn tại của một loại hạt vô cùng nhỏ (được gọi là nguyên tử) tạo nên sự đa dạng của vạn vật. Khởi nguồn của quan niệm nguyên tử là sự chia nhỏ một vật sẽ đến một giới hạn "không thể phân chia được". Khái niệm này bị lãng quên cho đến đầu thế kỉ XIX mới được nhắc lại qua giải thích của Đan-tơn (J. Dalton) (1766-1844), nhà khoa học người Anh. Khi tiến hành các thí nghiệm hoá học, ông nhận thấy rằng các chất tác dụng vừa đủ với nhau theo các lượng xác định. Điều đó chứng tỏ rằng có các đơn vị chất tối thiểu (được gọi là nguyên tử) để chúng kết hợp vừa đủ với nhau.

II – Mô hình nguyên tử của Rơ-dơ-pho - Bo

Rơ-dơ-pho (E. Rutherford) (1871-1937), nhà vật lí người Niu-di-lân (New Zealand), đã đề xuất mô hình nguyên tử. Theo mô hình này, nguyên từ có cấu tạo rỗng. Nguyên từ có hạt nhân ở tâm mang điện tích dương và các electron mang điện tích âm, chuyển động xung quanh hạt nhân như các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời (mẫu hành tỉnh nguyên tử) (xem Hình 2.1).

Hình 2.1 Mô hình hành tinh nguyên tử của Rơ-đơ-pho

Bo (N. Bohr) (1885 – 1962), nhà vật lí người Đan Mạch, đã hoàn thiện mô hình nguyên tử của Rơ-dơ-pho. Theo Bo, các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo từng lớp khác nhau. Lớp electron trong cùng chứa tối đa 2 electron và bị hạt nhân hút mạnh nhất. Các lớp electron khác chứa tối đa 8 ele son hoặc nhiều hơn và bị hạt nhân hút yếu hơn (xem Hình 2.2).

a) Nguyên tử hydrogen

b) Nguyên tử carbon

Hình 2.2. Mô hình nguyên tử của hydrogen và carbon theo Bo

1. Quan sát Hình 2.1 và cho biết các thành phần cấu tạo nên nguyên tử.

2. Quan sát Hình 2.2, áp dụng mô hình nguyên tử của Bo, mô tả cấu tạo của nguyên tử hydrogen và nguyên tử carbon.

III – Cấu tạo nguyên tử

1. Hạt nhân nguyên tử

Nguyên tử có kích thước vô cùng nhỏ, chỉ khoảng một phần mười tỉ mét. Kích thước của hạt nhân còn nhỏ hơn nữa và chỉ bằng khoảng một phần mười ngàn kích thước của nguyên tử.

Hạt nhân nguyên tử tạo thành từ các hạt proton và neutron. Hạt proton kí hiệu là p, hạt neutron kí hiệu là n. Hạt neutron không mang điện. Mỗi hạt proton mang một đơn vị điện tích dương, quy ước là + 1. Số đơn vị điện tích hạt nhân, kí hiệu là Z, bằng tổng số hạt proton có trong hạt nhân.

Ví dụ: Hạt nhân nguyên tử helium có 2p, 2n được mô tả trong Hình 2.4.

Hình 2.4 Mô hình nguyên tử helium

2. Vỏ nguyên tử

Vỏ nguyên tử được tạo nên bởi các electron. Mỗi electron mang một đơn vị điện tích âm, quy ước là -1. Các electron sắp xếp thành từng lớp. Lớp electron thứ nhất ở trong cùng, gần hạt nhân nhất có tối đa là 2 electron, lớp thứ hai có tối đa là 8 electron.... Các electron sắp xếp vào các lớp theo thứ tự từ trong ra ngoài cho đến hết. Các electron ở lớp ngoài cùng quyết định tính chất hoá học của nguyên tử.

Ví dụ: Vỏ nguyên tử carbon có 6 electron sắp xếp vào hai lớp, lớp trong cùng có 2 electron, lớp tiếp theo có 4 electron (xem Hình 2.2b).

Như vậy, nguyên tử là hạt vô cùng nhỏ tạo nên các chất. Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện tích dương và vỏ nguyên tử mang điện tích âm. Nguyên tử trung hoà về điện nên tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron.

Quan sát Hình 2.6 và cho biết:

1. Thứ tự sắp xếp các electron ở vỏ nguyên từ chlorine.

2. Số electron trên từng lớp ở vỏ nguyên tử chlorine.

Hình 2.6 Sơ đó các lớp electron của nguyên từ chlorine

IV – Khối lượng nguyên tử

Khối lượng nguyên tử bằng tổng khối lượng của các hạt proton, neutron trong hạt nhân và các hạt electron ở vỏ nguyên tử.

Khối lượng nguyên tử vô cùng nhỏ, để thuận tiện cho việc sử dụng, người ta dùng đơn vị khối lượng nguyên tử, viết tắt là amu (1), Một proton có khối lượng gắn đúng bằng khối lượng của một neutron và xấp xỉ bằng 1 amu. Một electron có khối lượng xấp xỉ bằng 0,00055 amu.

(1) amu là viết tắt của từ tiếng Anh atomic mass unit, nghĩa là đơn vị khối lượng nguyên tử, có giá trị bằng một phần mười hai khối lượng nguyên tử carbon.