Xem xét số liệu về bán kính nguyên tử và khối lượng riêng của các khí hiếm trong bảng sau

Giải sách bài tập Hóa học lớp 10 Bài 8: Định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Bài 8.9 trang 24 SBT Hóa học 10: Xem xét số liệu về bán kính nguyên tử và khối lượng riêng của các khí hiếm trong bảng sau:

Khí hiếm	Bán kính nguyên tử (pm)	Khối lượng riêng (g L-1)
He	31	0,18
Ne	38	0,9
Ar	71	1,78
Kr	88	?
Xe	108	5,85
Rn	120	9,73

a) Krypton là một khí trơ được sử dụng trong nhiều ứng dụng chiếu sáng. Em hãy ước tính khối lượng riêng của krypton bằng cách suy luận từ dữ liệu, liên hệ giữa khối lượng riêng và bán kính nguyên tử. Hãy tìm kiếm số liệu về giá trị khối lượng riêng của khí krypton qua tài liệu, internet và so sánh với kết quả mà em ước tính được.

b) Biết rằng 1 mol neon có khối lượng là 20,18 gam. Hãy tính khối lượng của nguyên tử neon. Sau đó sử dụng bán kính nguyên tử của neon để tính khối lượng riêng của nguyên tử neon (coi nguyên tử là hình cầu có bán kính bằng bán kính nguyên tử cho trong bảng). So sánh giá trị khối lượng riêng tính được này với khối lượng riêng của khí Ne trong bảng. Kết quả này có cho em gợi ý gì về bản chất của khí neon?

Lời giải:

a) Ta có thể suy luận như sau:

Khi tăng bán kính nguyên tử từ 71 pm lên 108 pm thì khối lượng riêng tăng từ 1,78 g L^-1 đến 5,85 g L^-1. Vậy khi bán kính nguyên tử tăng lên 1 đơn vị, khối lượng riêng tăng thêm một lượng là:

                                 $\frac{5,85-1,78}{108-71}=0,11$

Khối lượng riêng của Kr có thể tính từ khối lượng riêng của Ar là:

1,78 + 0,11 × (88 – 71) = 3,65 (g L^-1).

Kết quả thực nghiệm, khối lượng riêng của Kr là 3,7 g L^-1. Như vậy, kết quả ước tính khá gần với thực nghiệm.

Ngoài ra, học sinh có thể xây dựng đồ thị phụ thuộc khối lượng riêng vào bán kính nguyên tử. Sau đó, dựa vào đồ thị để tìm ra bán kính Kr.

b) Khối lượng của một nguyên tử Ne là:

                           $\frac{20,18}{6,02\times {10}^{23}}=3,35\times {10}^{-23}\left(\mathrm{g}\right)$

Thể tích của một nguyên tử Ne là:

$\mathrm{V}=\frac{4}{3}{\mathrm{\pi r}}^3=\frac{4}{3}\times \mathrm{\pi }\times {(38\times {10}^{-12})}^3=2,3\times {10}^{-31}{\mathrm{m}}^3=2,3\times {10}^{-28}\left(\mathrm{L}\right)$

Khối lượng riêng của nguyên tử Ne là:

                 $\frac{3,35\times {10}^{-23}}{2,3\times {10}^{-28}}=1,46\times {10}^5\left(\mathrm{g}{\mathrm{L}}^{-1}\right)$

Khối lượng riêng của nguyên tử Ne lớn hơn rất nhiều so với khối lượng riêng của khí Ne. Điều đó cho thấy, trong khí Ne, các nguyên tử phải ở rất xa nhau.

Xem thêm các bài giải sách bài tập Hóa học 10 bộ Cánh diều hay, chi tiết khác: 

Bài 8.1 trang 23 SBT Hóa học 10: Định luật tuần hoàn phát biểu rằng tính chất của các đơn chất cũng như thành phần...

Bài 8.2 trang 23 SBT Hóa học 10: Sulfur được sử dụng trong quá trình lưu hoá cao su, làm chất diệt nấm và có trong thuốc nổ đen...

Bài 8.3 trang 23 SBT Hóa học 10: Magnesium là nguyên tố có khối lượng riêng nhỏ hơn một phần ba so với nhôm...

Bài 8.4 trang 23 SBT Hóa học 10: Hydroxide của nguyên tố X (thuộc nhóm A) có tính base mạnh. 1 mol hydroxide này tác dụng...

Bài 8.5 trang 24 SBT Hóa học 10: Hai nguyên tố X và Y thuộc nhóm A, tạo thành hai oxide cao nhất có công thức tương tự nhau...

Bài 8.6 trang 24 SBT Hóa học 10: Nếu potassium chlorate có công thức phân tử là KClO₃, công thức của sodium bromate sẽ là...

Bài 8.7 trang 24 SBT Hóa học 10: Giả sử em đang cố gắng tìm một ion thay thế cho ion K⁺ trong dây thần kinh truyền tín hiệu...

Bài 8.8 trang 24 SBT Hóa học 10: Carbon là nguyên tố có mặt trong tất cả các hợp chất hữu cơ trên Trái Đất...

Bài 8.9 trang 24 SBT Hóa học 10: Xem xét số liệu về bán kính nguyên tử và khối lượng riêng của các khí hiếm trong bảng sau...

Bài 8.10 trang 25 SBT Hóa học 10: Dự đoán về vị trí trong bảng tuần hoàn, tính chất hoá học điển hình của đơn chất các nguyên tố X...

Xem thêm lời giải sách bài tập Hóa học lớp 10 Cánh diều với cuộc sống hay, chi tiết khác: 

Bài 9: Quy tắc octet

Bài 10: Liên kết ion

Bài 11: Liên kết cộng hóa trị

Bài 12: Liên kết hydrogen và tương tác van der Waals

Bài 13: Phản ứng oxi hóa – khử