Công thức tính số hạt trong hạt nhân nguyên tử lớp 10 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức tính số hạt trong hạt nhân nguyên tử lớp 10 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức tính số hạt trong hạt nhân nguyên tử lớp 10 từ đó học tốt môn Hóa học.

Công thức tính số hạt trong hạt nhân nguyên tử lớp 10 (hay, chi tiết)

(199k) Xem Khóa học Hóa 10 KNTTXem Khóa học Hóa 10 CDXem Khóa học Hóa 10 CTST

I. Lý thuyết và phương pháp giải

- Hạt nhân nguyên tử gồm proton (kí hiệu là p, mang điện tích dương) và neutron (kí hiệu là n, không mang điện tích).

- Tổng các hạt trong hạt nhân nguyên tử là = số proton + số neutron = P + N = Z + N.

Chú ý:

Có thể phối hợp các công thức sau trong bài toán tính số hạt trong hạt nhân nguyên tử:

+ Số hạt trong nguyên tử = 2P + N = 2E + N = 2Z + N.

+ Tổng các hạt mang điện trong nguyên tử = P + E = 2P = 2E = 2Z.

+ Số khối A = P + N = Z + N.

+ Với các nguyên tử bền, ta luôn có: $1\le \frac{N}{Z}\le 1,5$

Với Z là số hiệu nguyên tử; Z = số proton = số electron.

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: X là nguyên tố hóa học có trong thành phần của muối ăn. Nguyên tử X có tổng số các loại hạt bằng 52, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16 hạt. Tổng số hạt có trong hạt nhân nguyên tử X là?

Hướng dẫn giải

Gọi P, N và E lần lượt là số proton, neutron và electron của X. Trong đó P = E.

Nguyên tử X có tổng số các loại hạt bằng 52 nên:

P + N + E = 52 hay 2P + N = 52 (1)

Trong nguyên tử X, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16 hạt nên:

(P + E) – N = 16 hay 2P – N = 16 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

$\left\{\begin{array}{l}2P+N=52\\ 2P-N=16\end{array}\right.\iff \left\{\begin{array}{l}P=17\\ N=18\end{array}\right.$

Vậy số hạt có trong hạt nhân nguyên tử X là P + N = 17 + 18 = 35 (hạt).

Ví dụ 2: Tổng số hạt proton, neutron và electron trong nguyên tử X là 10. Tổng số hạt có trong hạt nhân của nguyên tử X là?

A. 3.                     

B. 4.

C. 6.                     

D. 7.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Trong X: số proton = số electron = số hiệu nguyên tử (Z)

Đặt số neutron trong X là N.

Với các nguyên tử bền ta có: $1\le \frac{N}{Z} \le 1,5$    (1)

Theo bài ra có:

Tổng số hạt proton, neutron và electron trong nguyên tử của nguyên tố X là 10 nên:

2Z + N = 10 ⇒ N = 10 – 2Z, thay vào (1) ta có:

$1\le \frac{10-2Z}{Z}\le 1,52$

⇔ Z ≤ 10 – 2Z ≤ 1,52Z

⇔ 2,84 ≤ Z ≤ 3,33

Vậy Z = 3 thỏa mãn ⇒ N = 4.

Số hạt có trong hạt nhân nguyên tử X = Z + N = 7.

III. Bài tập vận dụng

Câu 1: Hạt nhân của nguyên tử nguyên tố A có 24 hạt, trong đó số hạt không mang điện là 12. Số electron trong A là

A. 12.

B. 24.

C. 13.

D. 6.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Xét nguyên tử nguyên tố A:

+ Hạt nhân của nguyên tử có 24 hạt ⇒ số proton + số neutron = 24.

+ Số hạt không mang điện là 12 ⇒ số neutron là 12.

Vậy nguyên tử A có số electron = số proton = 24 – 12 = 12.

Câu 2: Hợp kim chứa nguyên tố X nhẹ và bền, dùng chế tạo vỏ máy bay, tên lửa. Nguyên tố X còn được sử dụng trong xây dựng, ngành điện và đồ gia dụng. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt (proton, electron, neutron) là 40. Trong nguyên tử X, tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 12.

Số proton và neutron trong hạt nhân nguyên tử X lần lượt là

A. 13 và 14.                    

B. 13 và 13.

C. 14 và 13.                    

D. 14 và 14.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Gọi số hạt proton, neutron, electron trong X lần lượt là P, N và E. Trong đó, P = E.

Theo bài ra, ta có hệ phương trình:

$\left\{\begin{array}{l}2P+N=40\\ 2P-N=12\end{array}\right.\iff \left\{\begin{array}{l}P=13\\ N=14\end{array}\right.$

Vậy số proton và neutron trong X lần lượt là 13 và 14.

Câu 3: Các hợp chất của nguyên tố Y được sử dụng như là vật liệu chịu lửa trong các lò sản xuất sắt, thép, kim loại màu, thủy tinh và xi măng. Oxide của Y và các hợp chất khác cũng được sử dụng trong nông nghiệp, công nghiệp hóa chất và xây dựng. Nguyên tử Y có tổng số các hạt là 36. Số hạt không mang điện bằng một nửa hiệu số giữa tổng số hạt với số hạt mang điện tích âm. Số hạt trong hạt nhân của Y là

A. 12.                   

B. 24.

C. 36.                   

D. 40.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Gọi P, N và E lần lượt là số proton, neutron và electron của Y. Trong đó P = E.

Theo bài ra ta có hệ phương trình:

$\left\{\begin{array}{l}P+E+N=36\\ N=\frac{1}{2}(36-E)\end{array}\right.$

$\iff \left\{\begin{array}{l}2P+N=36\\ N=\frac{1}{2}(36-P)\end{array}\right.$

$\iff \left\{\begin{array}{l}P=12\\ N=12\end{array}\right.$

Số hạt trong hạt nhân của Y là P + N = 12 + 12 = 24.

Câu 4: Tổng số hạt cơ bản của 1 nguyên tử X là 82, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22. Tổng số hạt có trong hạt nhân nguyên tử X là

A. 104.

B. 60.

C. 56.

D. 62.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Gọi P, N và E lần lượt là số proton, neutron và electron của X. Trong đó P = E.

Theo bài ra ta có hệ phương trình:

$\left\{\begin{array}{c}2P+N=82\left(1\right) \\ 2P–N=22\left(2\right)\end{array}\right.$$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\text{P }=26\\ N=30\end{array}\right.$

Vậy tổng số hạt có trong hạt nhân nguyên tử X là: P + N = 26 + 30 = 56.

Câu 5: Nitrogen giúp bảo quản tinh trùng, phôi, máu và tế bào gốc. Biết nguyên tử nitrogen có tổng số hạt là 21, trong đó số hạt không mang điện chiếm 33,33%. Nitrogen có tổng số hạt trong hạt nhân là

A. 21.                   

B. 14.

C. 7.                     

D. 28.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Gọi P, N và E lần lượt là số proton, neutron và electron của nitrogen. Trong đó P = E.

Số hạt không mang điện chiếm 33,33%

⇒ Số neutron = N = $\frac{33,33}{100}\times 21=7\left(1\right)$

Lại có: P + E + N = 21 ⇒ 2P + N = 21          (2)

Thế N = 7 vào (2) được P = 7.

Vậy nitrogen có tổng số hạt trong hạt nhân là: P + N = 7 + 7 = 14.

Câu 6: Nguyên tử sắt (iron) có điện tích hạt nhân là +26. Trong nguyên tử, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22. Tổng số hạt có trong hạt nhân của nguyên tử sắt là

A. 26.

B. 30.

C. 56.

D. 22.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22 nên:

2Z – N = 22 (1)

Nguyên tử sắt có điện tích hạt nhân là +26 nên Z = 26

Thay Z = 26 vào (1) ta có N = 2.26 – 22 = 30

Tổng số hạt có trong hạt nhân của nguyên tử sắt là: Z + N = 26 + 30 = 56.

Câu 7: Nguyên tử X có khối lượng là 3,173.10^-23g. Trong X, số neutron nhiều hơn số proton 1 hạt. Số proton, neutron, electron trong ion X^- lần lượt là

(cho m_p ≈ m_n ≈ 1,67.10^-27kg, m_e ≈ 9,1.10^-31kg)

A. 9, 10, 10.               

B. 10, 9, 10.               

C. 8, 10, 8.

D. 9, 10, 9.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Gọi số proton, số neutron trong nguyên tử X lần lượt là P, N.

Ta có:

m_{nguyên tử} ≈ m_{hạt nhân} = m_{các proton} + m_{các neutron}

⇔ 3,173.10^-23 = (P + N).1,67.10^-27.10³

⇔ P + N = 19 (1)

Lại có N – P = 1 (2)

Từ (1) và (2) giải hệ phương trình ta được:

P = 9; N = 10.

X + 1e → X^-

Vậy trong ion X^- có:

$\left\{\begin{array}{l}P=9\\ N=10\\ E=9+1=10\end{array}\right.$

Câu 8: Trong nguyên tử một nguyên tố M có tổng số các loại hạt là 58. Biết trong ion M⁺ thì số hạt mang điện tích dương ít hơn số hạt không mang điện là 1 hạt. Tổng số hạt có trong hạt nhân của nguyên tử M là

A. 38.

B. 39.     

C. 19.      

D. 40.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Gọi P, N và E lần lượt là số proton, neutron và electron của M. Trong đó P = E.

Trong nguyên tử một nguyên tố M có tổng số các loại hạt là 58 nên:

P + N + E = 58 hay 2P + N = 58 (1)

Trong ion M⁺ thì số hạt mang điện tích dương ít hơn số hạt không mang điện là 1 hạt nên:

P + 1 = N (2)

Từ (1) và (2) giải hệ phương trình được P = 19 và N = 20.

 Tổng số hạt có trong hạt nhân của nguyên tử M là P + N = 19 + 20 = 39.

Câu 9: Nguyên tử của một nguyên tố X có tổng số các loại bằng 115. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 25 hạt. Tổng số hạt có trong hạt nhân của nguyên tử X là

A. 35.

B. 80.      

C. 115.   

D. 90.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Gọi P, N và E lần lượt là số proton, neutron và electron của X. Trong đó P = E.

Theo bài ra ta có hệ phương trình:

$\left\{\begin{array}{l}2P+N=115\\ 2P-N=25\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}P=35\\ N=45\end{array}\right.$

Tổng số hạt có trong hạt nhân của X là P + N = 80

Câu 10: Tổng số hạt proton, neutron và electron trong hai nguyên tử X và Y là 96 hạt, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 32 hạt. Số hạt mang điện của nguyên tử Y nhiều hơn của nguyên tử X là 16. Số hiệu nguyên tử của X và Y lần lượt là

A. 12 và 24.               

B. 13 và 25.                

C. 12 và 20.               

D. 11 và 20.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Gọi tổng số proton, số electron và số neutron trong hai nguyên tử X và Y lần lượt là P, E và N. Trong đó P = E.

Theo bài ra ta có hệ phương trình: 

$\left\{\begin{array}{l}2P+N=96\\ 2P-N=32\end{array}\right.\iff \left\{\begin{array}{l}P=32\\ N=32\end{array}\right.$

⇒ P_x + P_Y = 32 (1)

Lại có : Số hạt mang điện của nguyên tử Y nhiều hơn của nguyên tử X là 16 nên:

(P_Y + E_Y) – (P_X + E_X) = 16 hay 2P_x – 2P_Y = -16 (2)

Từ (1) và (2) giải hệ phương trình được:

P_X = 12 và P_Y = 20.

Vậy số hiệu nguyên tử X và Y lần lượt là 12 và 20.

(199k) Xem Khóa học Hóa 10 KNTTXem Khóa học Hóa 10 CDXem Khóa học Hóa 10 CTST

Xem thêm các bài viết về công thức Hóa học 10 hay, chi tiết khác:

• Công thức tính số hạt trong nguyên tử lớp 10

• Công thức tính số hạt mang điện trong nguyên tử

• Công thức tính khối lượng nguyên tử lớp 10

• Công thức tính bán kính nguyên tử

• Công thức tính khối lượng vỏ nguyên tử

• Công thức tính khối lượng hạt nhân nguyên tử

---