Giải Khoa học tự nhiên 7 Bài 2 (Kết nối tri thức): Nguyên tử

Giải bài tập Khoa học tự nhiên 7 Bài 2: Nguyên tử

Video giải Khoa học tự nhiên 7 Bài 2: Nguyên tử

A/ Câu hỏi đầu bài

Mở đầu trang 14 Bài 2 Khoa học tự nhiên 7: Mọi vật thể tự nhiên hay nhân tạo đều được tạo thành từ một số loại hạt vô cùng nhỏ bé gọi là nguyên tử. Vậy nguyên tử có cấu tạo như thế nào?

Lời giải:

Nguyên tử có kích thước vô cùng nhỏ, có cấu tạo rỗng.

Nguyên tử có cấu tạo gồm:

- Hạt nhân nguyên tử: Được tạo thành từ các hạt proton (kí hiệu là p) mang điện tích dương và neutron (kí hiệu là n) không mang điện.

- Vỏ nguyên tử: được tạo nên bởi các electron (kí hiệu là e) mang điện tích âm.

B/ Câu hỏi giữa bài

I. Quan niệm ban đầu về nguyên tử

Giải KHTN 7 trang 14

Câu hỏi trang 14 Khoa học tự nhiên 7: Theo Đê-mô-crit và Đan-tơn, nguyên tử được quan niệm như thế nào?

Lời giải:

- Theo Đê – môt – crit: Nguyên tử là loại hạt vô cùng nhỏ “không thể phân chia được nữa”.

- Theo Đan – tơn: Nguyên tử là các “đơn vị chất tối thiểu” để các chất tác dụng vừa đủ với nhau theo các lượng xác định.

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

Giải KHTN 7 trang 16

Hoạt động trang 16 Khoa học tự nhiên 7: Làm mô hình nguyên tử carbon theo Bo

Chuẩn bị: bìa carton, giấy màu vàng, các viên bi nhựa to màu đỏ và các viên bi nhỏ màu xanh.

Tiến hành:

Gắn viên bi đỏ vào bìa carton làm hạt nhân nguyên tử carbon.

Cắt giấy màu vàng thành hai đường tròn có bán kính khác nhau và mỗi vòng tròn có độ dày khoảng 1 cm (Hình 2.3). Dán các đường tròn lên bìa carton sao cho tâm của hai đường tròn là viên bi đỏ.

Gắn các viên bi màu xanh lên hai đường tròn màu vàng như Hình 2.2b.

Thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi:

1. Các đường tròn bằng giấy màu vàng biểu diễn gì?

2. Em hãy cho biết số electron có trong lớp electron thứ nhất và thứ hai của nguyên tử carbon và chỉ ra lớp electron đã chứa tối đa electron.

Lời giải:

1. Các đường tròn bằng giấy màu vàng biểu diễn lớp electron.

2. Nguyên tử carbon có 6 electron được sắp xếp vào hai lớp:

- Lớp thứ nhất (lớp trong cùng gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

- Lớp thứ hai có 4 electron.

Lớp thứ nhất đã chứa tối đa electron.

Câu hỏi 1 trang 16 Khoa học tự nhiên 7: Quan sát Hình 2.1 và cho biết các thành phần cấu tạo nên nguyên tử.

Lời giải:

Dựa vào hình 2.1, thành phần cấu tạo nên nguyên tử gồm:

- Hạt nhân ở tâm mang điện tích dương.

- Các electron mang điện tích âm chuyển động quanh hạt nhân như các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời.

Câu hỏi 2 trang 16 Khoa học tự nhiên 7: 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.

Lời giải:

Áp dụng mô hình nguyên tử của Bo

- Nguyên tử hydrogen gồm:

+ Hạt nhân ở tâm mang điện tích dương.

+ Có 1 electron nằm ở lớp thứ nhất chuyển động xung quanh hạt nhân.

- Nguyên tử carbon gồm:

+ Hạt nhân ở tâm mang điện tích dương.

+ Có 6 electron chuyển động xung quanh hạt nhân và được sắp xếp thành hai lớp:

Lớp thứ nhất (lớp trong cùng gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

Lớp thứ hai có 4 electron.

III. Cấu tạo nguyên tử

1. Hạt nhân nguyên tử

Câu hỏi trang 16 Khoa học tự nhiên 7: Quan sát Hình 2.4 và cho biết:

1. Hạt nhân nguyên tử có một hay nhiều hạt? Các hạt đó thuộc cùng một loại hạt hay nhiều loại hạt?

2. Số đơn vị điện tích hạt nhân của helium bằng bao nhiêu?

Lời giải:

1. Hạt nhân nguyên tử có nhiều hạt. Các hạt này thuộc hai loại hạt là proton và neutron.

2. Số đơn vị điện tích hạt nhân của helium bằng 2 (bằng tổng số hạt proton có trong hạt nhân).

2. Vỏ nguyên tử

Giải KHTN 7 trang 17

Hoạt động trang 17 Khoa học tự nhiên 7:

Tìm hiểu cấu tạo một số nguyên tử

Chuẩn bị: Mô hình nguyên tử của các nguyên tử carbon, nitrogen, oxygen theo Hình 2.5.

Quan sát các mô hình nguyên tử đã chuẩn bị, thảo luận nhóm, hoàn thành bảng theo mẫu sau và trả lời các câu hỏi:

Bảng 2.1.

1. So sánh số electron trên từng lớp electron tương ứng trong các nguyên tử trên.

2. Số electron ở lớp electron ngoài cùng của vỏ mỗi nguyên tử trên đã được điền tối đa chưa? Cần thêm bao nhiêu electron để lớp electron để lớp electron ngoài cùng của mỗi nguyên tử trên có số electron tối đa?

Lời giải:

1. Lớp thứ nhất (lớp electron trong cùng, gần hạt nhân nhất) của các nguyên tử đều có 2 electron, đã đạt số electron tối đa.

Số electron lớp ngoài cùng của carbon, nitrogen và oxygen lần lượt là 4, 5, 6. Chưa đạt số electron tối đa (8 electron).

2. Số electron ở lớp ngoài cùng của vỏ mỗi nguyên tử chưa được điền tối đa (tối đa là 8 elctron). Để lớp electron ngoài cùng của mỗi nguyên tử có số electron tối đa thì:

+ carbon cần thêm 4 electron.

+ oxygen cần thêm 2 electron.

+ nitrogen cần thêm 3 electron.

Giải KHTN 7 trang 18

Câu hỏi trang 18 Khoa học tự nhiên 7: Quan sát Hình 2.6 và cho biết:

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

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

Lời giải:

1.

- Các electron sắp xếp thành từng lớp:

+ Lớp electron thứ nhất (ở trong cùng), gần hạt nhân nhất;

+ Lớp electron thứ hai ở bên ngoài lớp thứ nhất;

+ Lớp electron thứ ba ở ngoài cùng.

- Các electron sắp xếp vào các lớp theo thứ tự từ trong ra ngoài cho đến hết.

2. Lớp thứ nhất có 2 electron, lớp thứ 2 có 8 electron, lớp thứ 3 có 7 electron.

IV. Khối lượng nguyên tử

Câu hỏi 1 trang 18 Khoa học tự nhiên 7: Em hãy cho biết vì sao khối lượng hạt nhân nguyên tử có thể coi là khối lượng của nguyên tử.

Lời giải:

Khối lượng 1 proton ≈ khối lượng 1 neutron ≈ 1 amu.

Khối lượng 1 electron ≈ 0,00055 amu nhỏ hơn rất nhiều so với khối lượng của proton và neutron.

⇒ Coi khối lượng hạt nhân nguyên tử là khối lượng của nguyên tử.

Câu hỏi 2 trang 18 Khoa học tự nhiên 7: Hãy so sánh khối lượng của nguyên tử nhôm (13p, 14n) và nguyên tử đồng (29p, 36n).

Lời giải:

Khối lượng hạt nhân nguyên tử có thể coi là khối lượng của nguyên tử.

Hay khối lượng nguyên tử ≈ khối lượng proton + khối lượng neutron

Khối lượng của nguyên tử nhôm bằng 13.1 amu + 14.1 amu = 27 amu

Khối lượng của nguyên tử đồng bằng 29.1 amu + 36.1 amu = 65 amu

⇒ Khối lượng của nguyên tử nhôm nhỏ hơn khối lượng của nguyên tử đồng.

Bài giảng Khoa học tự nhiên lớp 7 Kết nối tri thức

Lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 Bài 2. Nguyên tử

I. Quan niệm ban đầu về nguyên tử

- Theo Đê – mô – crit: 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”.

- Theo Đan – tơn: Có các đơn vị chất tối thiểu (được gọi là nguyên tử) để các chất tác dụng vừa đủ với nhau theo các lượng xác định.

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 như sau:

+ Nguyên tử có cấu tạo rỗng.

+ Nguyên tử gồm: Hạt nhân ở tâm mang điện tích dương và các electron mang điện tích âm.

+ Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân như các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời.

- Bo (N. Bohr) (1885 – 1962), nhà vật lí người Đan Mạch, đã hoàn thiện mô hình nguyên tử của Rơ-dơ-pho như sau:

+ 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 electron hoặc nhiều hơn và bị hạt nhân hút yếu hơn.

Ví dụ:

Theo mô hình nguyên tử của Bo

- Nguyên tử carbon gồm:

+ Hạt nhân ở tâm mang điện tích dương.

+ Có 6 electron chuyển động xung quanh hạt nhân và được sắp xếp thành hai lớp:

Lớp thứ nhất (lớp trong cùng gần hạt nhân nhất) có 2 electron.

Lớp thứ hai có 4 electron.

Mở rộng: Lịch sử tìm ra các hạt tạo nên nguyên tử

- Bằng các thí nghiệm vật lí, Tôm-xơn (J.J.Thomson) (1856-1940), nhà vật lí người Anh, đã xác định được electron, kí hiệu là e, là một thành phần tạo nên nguyên tử và mang điện tích âm.

- Qua thí nghiệm bắn phá lá vàng, Rơ-dơ-pho đã xác định được nguyên tử có cấu tạo rỗng và có hạt nhân ở tâm.

- Bằng cách bắn phá các hạt nhân nguyên tử, Rơ-dơ-pho đã tìm ra hạt proton mang điện tích dương và Chat-uých (J.Chadwick) đã tìm ra hạt neutron không mang điện, đó là các hạt tạo nên hạt nhân nguyên tử.

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 được tạo thành từ các hạt proton và neutron.

+ Hạt proton kí hiệu là p. Mỗi hạt proton mang một đơn vị điện tích dương, quy ước là +1.

+ Hạt neutron khí hiệu n. Hạt neutron không mang điện.

- Số đơn vị điện tích hạt nhân, kí hiệu là Z, bằng tổng số proton có trong hạt nhân.

Ví dụ:

- Hạt nhân nguyên tử helium có 2p, 2n.

- Helium có 2 proton trong hạt nhân ⇒ Số đơn vị điện tích hạt nhân của helium bằng 2.

2. Vỏ nguyên tử

- Vỏ nguyên tử được cấu tạo nên bởi các electron, kí hiệu là e.

- Mỗi electron mang một đơn vị điện tích âm, quy ước là -1.

- Các electron được sắp xếp thành từng lớp:

+ Lớp thứ nhất (trong cùng, gần hạt nhân nhất) có tối đa 2 electron;

+ Lớp thứ hai có tối đa 8 electron…

- Các electron sắp xếp vào các lớp theo thứ tự từ trong ra ngoài cho đến hết.

- Các electron lớp ngoài cùng quyết định tính chất hóa học của nguyên tử.

Ví dụ:

Nguyên tử chlorine có 17 electron

- Các electron sắp xếp thành từng lớp theo thứ tự từ trong ra ngoài cho đến hết:

+ Lớp electron thứ nhất ở trong cùng, gần hạt nhân nhất có 2 electron.

+ Lớp electron thứ hai ở bên ngoài lớp thứ nhất có 8 electron.

+ Lớp electron thứ ba ở ngoài cùng có 7 electron.

Kết luận:

- 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 hòa và điện nên tổng số hạt proton bằng tổng số hạt electron.

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.

- Khối lượng 1 proton ≈ khối lượng 1 neutron ≈ 1 amu.

Khối lượng 1 electron ≈ 0,00055 amu nhỏ hơn rất nhiều so với khối lượng của proton và neutron.

⇒ Coi khối lượng hạt nhân nguyên tử là khối lượng của nguyên tử.

Ví dụ: Nguyên tử đồng có 29 proton, 29 electron, 35 neutron

Coi khối lượng hạt nhân nguyên tử là khối lượng của nguyên tử.

⇒ Khối lượng của nguyên tử đồng là 29.1amu + 35.1 amu = 64 amu

Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 7 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Bài 3: Nguyên tố hóa học

Bài 4: Sơ lược về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Bài 5: Phân tử - Đơn chất – Hợp chất

Bài 6: Giới thiệu về liên kết hóa học

Bài 7: Hóa trị và công thức hóa học