Bài Giảng Hóa Đại Cương 1 - Chương 2&3

CẤU TẠO NGUYÊN TỬ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬTừ cuối thế kỷ thứ 19 về trước, người ta nghĩ rằng nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của chất và không thể chia cắt được. Nhưng đến cuối thể kỷ 19 do phát hiện hàng loạt hiện tượng như : tia âm cực, hiện tượng phóng xạ,...người ta biết rằng nguyên tử có cấu tạo phức tạp. 2.1.CẤU TRÚC NGUYÊN TỬ : 2.1.1.Nguyên tử : Hiện nay, có thể xem nguyên tử được tạo bởi 2 phần là nhân và lớp vỏ electron. Vào cuối thế kỷ 19 khi nghiên cứu...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài Giảng Hóa Đại Cương 1 - Chương 2&3Chương 2 : CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ CẤU TẠO NGUYÊN TỬCHƯƠNG 2 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Từ cuối thế kỷ thứ 19 về trước, người ta nghĩ rằng nguyên tử là phần tử nhỏ nhất củachất và không thể chia cắt được. Nhưng đến cuối thể kỷ 19 do phát hiện hàng loạt hiện tượngnhư : tia âm cực, hiện tượng phóng xạ,...người ta biết rằng nguyên tử có cấu tạo phức tạp.2.1.CẤU TRÚC NGUYÊN TỬ : 2.1.1.Nguyên tử : Hiện nay, có thể xem nguyên tử được tạo bởi 2 phần là nhân và lớp vỏ electron. Vào cuối thế kỷ 19 khi nghiên cứu về hiện tượng phóng điện trong khí loãng, Crookesvà Lenard đã tìm ra một loại hạt mới lúc bấy giờ, nhờ thí nghiệm sau : + Một ống thủy tinh kín dài khoảng 0,5m, chứa khí, ở hai đầu ống gắn 2 điện cựcđược nối với một hiệu thế lớn (vài chụckV). Ống được nối với một bơm hút. Chong chóng + Khi áp suất khí trong ống vàokhoảng 6 mmHg, trong ống xuất hiện mộtdải sáng chạy từ cực âm đến cực dương. - + Khi áp suất còn 0,01 mmHg thìdải sáng không còn, nhưng ở thành ống đối +diện lại có vệt sáng màu vàng lục. + Nếu trên đường đi để một chong +chóng thì chong chóng bị quay, chứng tỏ tianày là một thông lượng vật chất (có động -lượng p = m.v). Còn khi trên đường đi củatia để 2 bản cực thì tia bị lệch về phía cực + -dương, chứng tỏ dòng hạt này mang điệntích âm, nên gọi nó là tia âm cực. Perrin đã chứng minh được rằng tiaâm cực là những hạt vật chất có khối lượng m và điện tích xác định, gọi nó là electron. Vậy electron phải là cấu tử của nguyên tử. Vào năm 1911 Rutherford đã làm thí nghiệm là bắn tia α (He2+) vào lá vàng dát mỏng(5.10-4 mm), ông nhận thấy đa phần là các tia α đi thẳng (98 - 99 %), còn một phần rất bé bịlệch hướng so với ban đầu. Vì vậy Rutherford cho rằng nguyên tử gồm 1 nhân ở giữa mangđiện tích dương và xung quanh là các electron mang điện tích âm. Giữa electron và nhân làmột khoảng chân không rất lớn so với kích thước hạt nhân và vì rằng nguyên tử trung hoà vềđiện, do đó trong nhân phải có số điện tích dương bằng với số electron chung quanh. Sau này người ta đã cân đo chính xác được một số thông số của nguyên tử : + Khối lượng electron : 9,1.10-31 kg + Electron có điện tích : 1,6.10-19 coulomb + Mỗi nguyên tử có khối lượng và kích thước khác nhau, nguyên tử nhỏ nhất và nhẹ 0nhất là H có : mH = 1,673.10-24g và dH ≈ 1,06 A 2.1.2 Thành phần và cấu trúc hạt nhân : Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi 2 loại hạt cơ bản là : proton và neutron, gọichung là nucleon. 2.1.2.1.Proton : được Rutherford tìm ra vào năm 1919 khi bắn chùm tia α ( α lànhân của nguyên tử He) vào hạt nhân nguyên tử Nitơ, ông thấy xuất hiện hạt nhân nguyên tửoxi và 1 hạt có m = 1u (đơn vị khối lượng nguyên tử) và có điện tích cơ bản : 1+. Hạt nàychính là proton. 4 14 17 1 2 He + 7 N 8 O + 1p Đây cũng là lần đầu tiên con người đã biến nguyên tố này thành nguyên tố khác. HÓA ĐẠI CƯƠNG 1 9Chương 2 : CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Proton có : mp = 1,00724 u = 1,6725.10-24 g điện tích qP = 1,602.10-19 C = + e 2.1.2.2.Neutron : được Chadwick tìm ra vào năm 1932 khi bắn chùm tia α vào hạt nhânnguyên tử Be, ông thấy ngoài sự xuất hiện của C còn có hạt khác có m ≈ 1u và không mang điện gọi 4 9 12 1là neutron. 2 He + 4 Be 6C + 0n -24 Neutron có : mn = 1,00865 u = 1,67482.10 g , điện tích qn = 0 Z : số proton trong nhân. Vì mp ≈ 1u nên khối lượng của Z proton là Z. N : số neutron, tương tự khối lượng của N neutron là N Vì vậy : A = Z + N gọi là số khối của hạt nhân. Vì me Chương 2 : CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Mỗi nucleon có một momen động lượng riêng. Spin hạt nhân bằng tổng vectơ cácmomen động lượng của tất cả các nucleon trong nhân. Spin hạt nhân có giá trị được tính bằng h I ( I + 1) . Với I là số lượng tử hạt nhân spin. Nó nhận những giá trị nguyênhệ thức : ...