Phương pháp giải nhanh các bài toán về cấu tạo nguyên tử (chi tiết)

Dạng 1: Cho tổng số hạt cơ bản và hiệu số hạt mang điện.

a)      Dạng toán cơ bản cho 1 nguyên tử.

Gọi tổng số hạt mang điện là S, hiệu là a, ta dễ dàng có công thức sau: Z = (S + A) : 4

Căn cứ vào Z các em sẽ xác định được nguyên tử đó là thuộc nguyên tố hóa học nào (công thức rất dễ chứng minh, các em viết hệ ra là thấy).

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: Z = (82 + 22) : 4 = 26 => Fe

Ví dụ 2: Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử Y là 52, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16. Y là

Lời giải

Ta có: Z = (52 + 16) : 4 = 17 => Y là Clo (Cl)

b)      Với công thức trên ta hoàn toàn có thể áp dụng cho phân tử, hỗn hợp các nguyên tử Nếu là MxYy 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 3: 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 => K => X là K₂O

a)      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 5: 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).

Dạng 2: Cho tổng số hạt cơ bản (S)

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 các em có thể kết hợp công thức:

S = 2Z + N = Z + (Z + N) hay là S =Z + A để chọn nhanh đáp án)

Ví dụ 7: 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)

Ví dụ 8: Tổng số hạt trong phân tử MX là 84 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 28. Số nơtron của M nhiều hơn số khối của X là 12 đơn vị. Số hạt trong M lớn hơn số hạt trong X là 36 hạt.MX là hợp chất nào

Lời giải

Ở ví dụ này các em thường lựa chọn giải hệ 4 phương trình, như vậy bài toán sẽ tương đối phức tạp và mất thời gian, do đó nếu chịu khó tư duy 1 chút các em có thể đưa bài toán về hệ phương trình với ẩn là tổng số hạt.

Nếu quan sát nhanh chỉ cẩn kết hợp dữ kiện đầu và cuối là ta có hệ phương trình với S (tổng số hạt) Có: S_M  + S_X = 84

      S_M  – S_X = 36

Giải hệ được S_M  = 60, S_X = 24.

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

Bài tập vận dụng:

Câu 1: Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử M là 82, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22. M là

1. A.  Cr.                 B. Fe.              C. Cu.             D. Ni.

Câu 2: Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử của nguyên tố X là 114, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 26. Nguyên tố X là

A. Br.              B. Cl.               C. Zn.              D. Ag.

Câu 3: Nguyên tử X có tổng số hạt cơ bản là 40. Trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 12 hạt. Cấu hình electron của nguyên tử X là

A. Na.             B. Mg.             C. Al.              D. Si.

Câu 4: Tổng số hạt cơ bản trong M²⁺  là 90, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện  là 22 M là

1. A.  Cr.                 B. Cu.              C. Fe.              D. Zn.

Câu 5: Tổng số hạt cơ bản trong X^3-  là 49, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện   là 17 X là

1. A.  N.                  B. P.                C. Sb.              D. As.

Câu 6: Tổng số hạt cơ bản trong M+  là 155, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 31 M là

1. A.  Na.                B. K.               C. Rb.             D. Ag.

Câu 7: Tổng số hạt cơ bản trong X^2-  là 50, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện   là 18. Số hiệu nguyên tử của X là

1. A.  O.                  B. S.                C. Se.              D. C.

Câu 8: Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử X là 82, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22. Tổng số electron trong X³⁺ và X₂O₃  lần lượt là

A. 23; 76.        B. 29; 100.      C. 23; 70.        D. 26; 76.

Câu 9: Một ion X²⁺ có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 92, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 20. Số hạt nơtron và electron trong ion X²⁺ lần lượt là

A. 36 và 27.                B. 36 và 29.                 C. 32 và 31.                D. 31 và 32.

Câu 10: Tổng số hạt cơ bản trong X³⁺ là 73, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mạng điện là 17. Số electron của X là

A. 21.                          B. 24.                          C. 27.                          D. 26.