Hóa Lí căn bản - Phần 8

MOSLEY XÁC ĐỊNH SỐ NGUYÊN TỬ

Khám phá nguyên tử có một hạt nhân mang điện dương làm phát sinh câu hỏi: Độ lớn của điện tích dương đó là bao nhiêu? Câu hỏi này được trả lời bởi Henry Mosley vào năm 1913.

Cho đến nay, số nguyên tử được gán là “số chỉ vị trí” của một nguyên tố nhất định trong Bảng tuần hoàn. Mosley nhận thấy khi tia cathode đập vào các nguyên tố khác nhau dùng làm bia anode trong ống phóng điện, thì các tia X đặc trưng được phát ra. Bước sóng của những tia X này giảm đều đặn khi đi từ nguyên tố này sang nguyên tố tiếp theo trong Bảng tuần hoàn.

Mosley đã lập đồ thị số nguyên tử theo căn bậc hai của tần số tia X phát ra và thu được một đường thẳng cho thấy số nguyên tử không đơn thuần là “số chỉ vị trí” mà còn là một tính chất căn bản của nguyên tử. Ông tiếp tục đưa ra đề xuất đáng chú ý là bước sóng (hoặc tần số) của tia X phát ra liên hệ với số điện tích dương, hay số proton có trong hạt nhân. Bước sóng biến thiên đều đặn khi chuyển sang nguyên tố tiếp theo trong Bảng tuần hoàn có nhiều hơn nguyên tố trước đó một proton (một đơn vị khối lượng nguyên tử). Mosley đã tính được số đơn vị điện tích dương trên hạt nhân của một vài nguyên tử và kết luận rằng:

Số nguyên tử của một nguyên tố bằng số proton có trong hạt nhân nguyên tử của nguyên tố đó.

Sự tạo thành tia X

Hình 1.10 Sự tạo thành tia X

Vì tổng thể nguyên tử là trung hòa điện, cho nên số nguyên tử (Z) cũng bằng số lượng electron bên ngoài hạt nhân. Như vậy, hydrogen (H) chiếm ô thứ nhất trong Bảng tuần hoàn có số nguyên tử bằng 1. Điều này hàm ý rằng nó có một hạt nhân chứa một proton (+1) và một electron ngoài hạt nhân (–1).

Ngày nay, thuật ngữ số nguyên tử thường được gọi là số proton.

Đồ thị Mosley

Hình 1.11 Đồ thị Mosley của căn bậc hai của tần số tia X theo số nguyên tử của các nguyên tố từ calcium đến cobalt.

SỐ KHỐI LÀ GÌ?

Tổng số proton và neutron trong hạt nhân của một nguyên tử được gọi là số khối, A, của nguyên tử đó.

Trong những tình huống không cần phân biệt rõ giữa proton và neutron, thì những hạt sơ cấp này được gọi chung là nucleon. Như vậy, số khối của một nguyên tử bằng tổng số nucleon trong hạt nhân của nguyên tử.

Rõ ràng, số khối của một nguyên tử là số nguyên. Vì các electron trên thực tế không có khối lượng, nên toàn bộ khối lượng nguyên tử là do các proton và neutron, mỗi hạt có khối lượng gần như chính xác bằng một đơn vị. Do đó, số khối của một nguyên tử có thể thu được bằng cách làm tròn giá trị thực nghiệm của khối lượng nguyên tử (hay trọng lượng nguyên tử) đến số nguyên gần nhất. Ví dụ, số nguyên tử của sodium và flourine thu được trên thực nghiệm tương ứng là 22,9898 và 26,9815 amu. Như vậy, số khối của chúng là 23 đối với sodium và 27 đối với flourine.

Mỗi biến thể khác nhau của nguyên tử, khi xác định bởi thành phần hạt nhân của nó, được gọi là một nuclide.

THÀNH PHẦN CỦA HẠT NHÂN

Biết số nguyên tử (Z) và số khối (A) của một nguyên tử, chúng ta có thể nêu số lượng proton và neutron chứa trong hạt nhân. Theo định nghĩa thì:

Số nguyên tử, Z = Số proton

Số khối, A = Số proton + Số neutron

Số neutron được cho bởi biểu thức:

N = AZ

BÀI TẬP GIẢI SẴN. Uranium có số nguyên tử 92 và trọng lượng nguyên tử bằng 238,029. Hãy cho biết số electron, proton và neutron trong nguyên tử của nó.

GIẢI

Số nguyên tử của uranium = 92

Số electron = 92

và số proton = 92

Số neutron (N) được cho bởi biểu thức:

N = AZ

Số khối A thu được bằng cách làm tròn trọng lượng nguyên tử:

                                                = 238,029 = 238

                                           N = 238 – 92 = 146

Như vậy, nguyên tử uranium có 92 electron, 92 proton và 146 neutron.

Thành phần hạt nhân của một số nguyên tử được cho trong Bảng 1.2.

BẢNG 1.2. THÀNH PHẦN HẠT NHÂN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỬ

Nguyên tử

Số khối (A)

Số nguyên tử (Z)

THÀNH PHẦN

Số proton = Z

Số neutron = A – Z

Be

F

Na

Al

P

Sc

Au

9

19

23

27

31

45

197

4

9

11

13

15

21

79

4

9

11

13

15

21

79

5

10

12

14

16

24

118

Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com