Kích thước nguyên tử nhỏ tới mức kính hiển vi quang học hiện đại nhất cũng không thể giúp chúng ta quan sát rõ. Hạt nhân có kích thước còn nhỏ hơn rất nhiều (khoảng 0,0001 lần) so với nguyên tử. Các nhà khoa học đã làm thế nào để phát hiện ra điều đó?
Bài 21. Cấu trúc hạt nhân
Mở đầu (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Trang 91)
Thảo luận (1)
Hoạt động 1 mục I (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Trang 92)
Dựa vào kết quả thí nghiệm tán xạ hạt a để trả lời các câu hỏi sau:a) Tần suất đốm sáng xuất hiện khi kính hiển vi ở vị trí (1) (vị trí đối diện với nguồn phát tia α - Hình 21.2 b) là lớn nhất chứng tỏ điều gì?b) Tại sao có một số hạt a đổi hướng chuyển động khi đi qua lá vàng?c) Số hạt α không đi qua lá vàng mà bật lại tới vị trí (2) với tần suất chỉ bằng 10-4 lần tần suất hạt α đi qua lá vàng tới vị trí (1) chứng tỏ điều gì?
Đọc tiếp
Dựa vào kết quả thí nghiệm tán xạ hạt a để trả lời các câu hỏi sau:
a) Tần suất đốm sáng xuất hiện khi kính hiển vi ở vị trí (1) (vị trí đối diện với nguồn phát tia α - Hình 21.2 b) là lớn nhất chứng tỏ điều gì?
b) Tại sao có một số hạt a đổi hướng chuyển động khi đi qua lá vàng?
c) Số hạt α không đi qua lá vàng mà bật lại tới vị trí (2) với tần suất chỉ bằng 10-4 lần tần suất hạt α đi qua lá vàng tới vị trí (1) chứng tỏ điều gì?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảia) Tần suất đốm sáng xuất hiện khi kính hiển vi ở vị trí (1) (vị trí đối diện với nguồn phát tia α - Hình 21.2 b) là lớn nhất chứng tỏ giữa các nguyên tử vàng có khoảng cách, hạt α có thể đi qua những kẽ hở đó.
b) Một số hạt α đổi hướng chuyển động khi đi qua lá vàng vì hạt α đã va chạm với hạt nhân nguyên tử vàng và bị đổi hướng.
c) Số hạt α không đi qua lá vàng mà bật lại tới vị trí (2) với tần suất chỉ bằng 10-4 lần tần suất hạt α đi qua lá vàng tới vị trí (1) chứng tỏ các nguyên tử vàng làm lệch hướng, hay “tán xạ” các hạt alpha với góc tán xạ lớn tới mức một số hạt này bị bật trở lại phía nguồn.
(Trả lời bởi datcoder)
Hoạt động 2 mục I (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Trang 92)
Dựa trên thí nghiệm tán xạ hạt a, Rutherford đề xuất một mô hình hành tinh nguyên tử (Hình 21.5 a).
a) Mô tả mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford.
b) Giải thích mô hình cấu tạo nguyên tử của Rutherford dựa vào các câu trả lời ở ý 1.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảia) Mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford
• Nguyên tử có một lõi trung tâm nhỏ xíu, đậm đặc hay hạt nhân trên thực tế chứa toàn bộ khối lượng của nguyên tử, để lại phần còn lại của nguyên tử hầu như trống không. Đường kính của hạt nhân vào khoảng 10-13 cm so với đường kính của nguyên tử là 10-8 cm.
• Toàn bộ điện tích dương của nguyên tử nằm ở hạt nhân, còn các electron phân bố trong không gian trống xung quanh nó.
• Các electron chuyển động trong các quỹ đạo tròn khép kín xung quanh hạt nhân giống như các hành tinh xung quanh mặt trời.
b) Mô hình cấu tạo nguyên tử của Rutherford đã giải thích được vì sao giữa các nguyên tử có khoảng trống, nên mới xảy ra sự tán xạ hạt α.
(Trả lời bởi datcoder)
Câu hỏi mục II.1 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Trang 93)
Xác định khối lượng của proton và neutron theo đơn vị amu.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiTa có 1 amu \(\approx\) 1,66054.10-27 kg
mp = 1,67262.10-27 kg \(\approx\) 1,007 amu
mn = 1.67493.10-27 kg \(\approx\) 1,009 amu
(Trả lời bởi datcoder)
Câu hỏi mục II.1 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Trang 94)
Công thức 21.1 cho kết quả tốt hơn với A > 12. Nghiệm lại sự chính xác của công thức này cho các hạt nhân trong Bảng 21.1.
\(R=1,2.10^{-15}.A^{\dfrac{1}{3}}\) (21.1)
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiDựa công thức 21.1:
(Trả lời bởi datcoder)
Tên nguyên tố
Số khối
Bán kính hạt nhân (10-15 m)
Hydrogen
1
1,2
Helium
4
1,9
Oxigen
16
3,0
Silicon
28
3,6
Sắt
56
4,6
Cadimium
114
5,8
Vàng
197
6,9
Uranium
238
7,4
Câu hỏi mục II.2 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Trang 95)
1. Trong kí hiệu hạt nhân, đại lượng N = A - Z cho biết số lượng của loại hạt nào trong hạt
2. Bằng cách nào có thể tìm được số Z và số N của hạt nhân có kí hiệu dạng ^X?
3. Viết kí hiệu hạt nhân vàng (Au), helium (He) và nitrogen (N), biết rằng số lượng nucleon của các hạt nhân này lần lượt là 197; 4 và 14.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1. Đại lượng N = A - Z cho biết số lượng của hạt neutron.
2.
Cách 1: Dựa vào điện tích q của hạt nhân, sử dụng công thức q = n.e thì sẽ tìm được số electron mà số proton Z bằng số electron . Tìm N = A – Z.
Cách 2: Dựa vào bảng tuần hoàn: mỗi nguyên tố trong bảng tuần hoàn được xác định bởi số hiệu nguyên tử Z. Số proton (Z) của hạt nhân bằng số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Từ đó có thể tìm được số N.
3. Kí hiệu các hạt nhân trên:
- Vàng (Au):
Z = 79 (số proton)
A = 197 (số khối)
N = A - Z = 197 - 79 = 118 (số neutron)
Kí hiệu: \(_{79}^{197}Au\)
- Helium (He):
Z = 2 (số proton)
A = 4 (số khối)
N = A - Z = 4 - 2 = 2 (số neutron)
Kí hiệu: \(^4_2He\)
- Nitrogen (N):
Z = 7 (số proton)
A = 14 (số khối)
N = A - Z = 14 - 7 = 7 (số neutron)
Kí hiệu: \(^{14}_7N\)
(Trả lời bởi datcoder)
Câu hỏi mục II.3 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống - Trang 95)
Giải thích tại sao các chất cấu tạo từ cùng một loại nguyên tố nhưng khối lượng riêng vẫn có thể khác nhau.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiCác chất cấu tạo từ cùng một loại nguyên tố nhưng khối lượng riêng vẫn có thể khác nhau vì một chất có thể có nhiều đồng vị, mỗi đồng vị có số khối khác nhau nên sẽ ảnh hưởng đến khối lượng hạt nhân của chúng, do đó chúng sẽ có khối lượng riêng khác nhau.
(Trả lời bởi datcoder)