Các dạng bài toán xác định nguyên tố dựa vào số hạt | Lý thuyết, công thức, các dạng bài tập và cách giải

Các dạng bài toán xác định nguyên tố dựa vào số hạt

A. Phương pháp & Ví dụ

Nguyên tử của mỗi nguyên tố có một số Z đặc trưng nên để xác định nguyên tố ta cần xác định Z thông qua việc lập và giải phương trình về số hạt.

a) Dạng toán cơ bản cho 1 nguyên tử

Phương pháp:

   - Căn cứ vào Z sẽ xác định được nguyên tử đó là thuộc nguyên tố hóa học nào

   - Lưu ý: Z = số proton (p) = số electron (e) = E

       Số khối: A = Z + N

       Tổng số hạt = 2.Z + N

       Tổng số hạt mang điện = Z + E = 2Z

Ví dụ 1: 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. Vậy X là

Lời giải:

   Ta có: 2.Z + N =82

       2.Z - N=22

   ➢ Z = (82+22)/4 =26

   ➢ X là Fe

Công thức áp dụng nhanh: Z = (S + A )/4

   Trong đó:

       Z: số hiệu nguyên tử

       S: tổng số hạt

       A: Hiệu số hạt mang điện và không mang điện

b) Dạng toán áp dụng cho hỗn hợp các nguyên tử

Phương pháp:

Nếu là M_xY_y thì có thể coi có x nguyên tử M và y nguyên tử Y.

Do đó x.Z_X + y.Z_Y = (S_{phân tử} + A_{phân tử}) / 4

Ví dụ 2: Tổng số hạt cơ bản trong phân tử X có công thức là M2O là 140, trong phân tử X thì tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44. Vậy X là

Lời giải:

Trong X có 2 nguyên tử M và 1 nguyên tử O.

Nên ta có : 2.Z_M + 8 = (140 + 44) : 4 = 46 ⇒ Z =19

       ⇒ M là K ⇒ X là K₂O

Áp dụng mở rộng công thức trên trong giải ion

   ➢ Nếu ion là X^x+thì Z_X = (S + A+ 2x) / 4

   ➢ Nếu ion Y^y-thì ZY = (S + A – 2y) / 4

Vậy khác biệt của công thức này với công thức ban đầu đó là thêm giá trị của điện ion

Cách nhớ: nếu ion dương thì đem + 2 lần giá trị điện ion dương, nếu âm thì – 2 lần giá trị điện ion âm)

Ví dụ 3: Tổng số hạt cơ bản của ion M³⁺ là 79, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn không mang điện là 19. M là

Lời giải:

Z_M = (79 + 19 +2.3) : 4 = 26 ⇒ M là sắt (Fe).

c) Dạng toán cho tổng số hạt cơ bản

Phương pháp:

Với dạng này thì ta phải kết hợp thêm bất đẳng thức:

1 ≤ N/Z ≤ 1,52 (với 82 nguyên tố đầu bảng tuần hoàn)

1 ≤ (S −2Z)/Z ≤ 1,52 ⇒ S/3,52 ≤ Z ≤ S/3

Thường với 1 số nguyên tố đầu độ chênh lệch giữa p, n, không nhiều thường là 1 hoặc 2, nên sau khi chia S cho 3 ta thường chon luôn giá trị nguyên gần nhất.

Ngoài ra có thể kết hợp công thức:

S = 2Z + N = Z + (Z + N) hay là S =Z + A

Ví dụ 4: Tổng số hạt cơ bản của nguyên tử X là 52, X thuộc nhóm VIIA. X là

Lời giải:

Z ≤ 52: 3 = 17,33 ⇒ Z là Clo (Cl)

Z_M ≤ 60:3 = 20 ⇒ Ca, Z_X ≤ 24 : 3 = 8 ⇒ O Vậy MX là CaO.

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Cho nguyên tử X có tổng số hạt là 34, trong đó số hạt mang điện gấp 1,8333 lần số hạt không mang điện. Xác định số khối X?

A. 23        B. 24        C. 27        D. 11

Lời giải:

Đáp án: A

Ta có tổng số hạt trong nguyên tử: P + N + E = 34

Mà P = E = Z ⇒ 2Z + N = 34

Mặt khác số hạt mang điện gấp 1,8333 lần số hạt không mang điện nên:

2Z = 1,8333N ⇒ 1,8333N + N = 34 ⇒ N = 12 ⇒ Z = 11

Vậy X có Z = 11 nên điện tích hạt nhân là 11+

Số khối của X: A = Z + N = 23

Câu 2. Một nguyên tử nguyên tố A có tổng số proton, nơtron, electron là 52. Tìm nguyên tố A.

A. Mg        B. Cl        C. Al        D. K

Lời giải:

Đáp án: B

Ta có: 2Z + N = 52

Do bài toán có hai ẩn nhưng chỉ có một dữ kiện để lập phương trình nên ta sử dụng thêm giới hạn

1 ≤ N/Z ≤ 1,222 hay 52/3,222 ≤ Z ≤ 52/3 ⇒ 16,1 ≤ Z ≤ 17,3.

Chọn Z = 17 ⇒ N = 18 ⇒ A = 35 (nguyên tố Clo)

Câu 3. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt là 40 .Tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 12 hạt. Nguyên tố X có số khối là :

A. 27        B. 26        C. 28        D. 23

Lời giải:

Đáp án: A

p + n + e = 40 vì p = e ⇒ 2p + n = 40 (1)

Hạt mang điện: p + e = 2p

Hạt không mang điện: n.

Theo bài: 2p – n = 12 (2)

Từ 1 và 2 ⇒ p = e = 13; n = 14 ⇒ A = p + n = 27

Vậy, kim loại X là Ca, Y là Fe.

Câu 4. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong hai nguyên tử kim loại X và Y là 142, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 42. Số hạt mang điện của nguyên tử Y nhiều hơn của X là 12. Hai kim loại X, Y lần lượt là

A. Na, K.       B. K, Ca.       C. Mg, Fe.       D. Ca, Fe.

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 5. Tổng số hạt proton, nơtron và electron trong nguyên tử nguyên tố X là 155, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 33 hạt. X là nguyên tố nào sau đây ?

A. Al       B. Fe       C. Cu       D. Ag

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 6. Một ion X³⁺ có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 79, trong đó số hat mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 19. Viết kí hiệu của nguyên tử X.

Lời giải:

Đáp án: A

⇒ Z = 26; N = 30 ⇒ A = 56. Vậy ki hiệu nguyên tử: ₂₆⁵⁶)X

Câu 7. Tổng số các hạt trong nguyên tử M là 18. Nguyên tử M có tổng số hạt mang điện gấp đôi số hạt không mang điện. Hãy viết kí hiệu nguyên tử M.

Lời giải:

Đáp án: A

Tổng số hạt trong nguyên tử : P + N + E = 18

Mà P = E = Z ⇒ 2Z + N = 18

Măt khác tổng số hạt mang điện gấp đôi số hạt không mang điện

2Z = 2N ⇒ Z = N = 6 ⇒ A = 12

Kí hiệu nguyên tử M: ₆¹²C.

Câu 8. Mỗi phân tử XY₂ có tổng các hạt proton, nơtron, electron bằng 178; trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 54, số hạt mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y là 12. Hãy xác định kí hiệu hoá học của X,Y lần lượt là

A. Fe và S       B. S và O       C. C và O       D. Pb và Cl

Lời giải:

Đáp án: A

Kí hiệu số đơn vị điện tích hạt nhân của X là ZX , Y là ZY ; số nơtron (hạt không mang điện) của X là NX, Y là NY . Với XY₂ , ta có các phương trình:

tổng số hạt của X và Y là: 2 ZX + 4 ZY + NX + 2 NY = 178 (1)

Số hạt mang điện nhiều hơn không mang điện là: 2.ZX + 4.ZY - NX – 2.NY = 54 (2)

Số hạt mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y là: 4.ZY – 2.ZX = 12 (3)

ZY = 16 ; ZX = 26

Vậy X là sắt, Y là lưu huỳnh ⇒ XY₂ là FeS₂

Xem thêm các dạng bài tập và công thức Hoá học lớp 10 hay, chi tiết khác:

Các dạng bài toán xác định thành phần nguyên tử

Các dạng bài toán viết cấu hình electron

50 bài tập về lớp và phân lớp

Các dạng bài toán tính phần trăm đồng vị, tính nguyên tử khối trung bình

Trắc nghiệm lý thuyết về Nguyên tử