Nguyên tử là một trong những khái niệm quen thuộc trong hóa học. Có nhiều người học vẫn còn chưa hiểu rõ về định nghĩa nguyên tử là gì? Bài viết này sẽ giúp bạn giải đáp được những thắc mắc về khái niệm trên. Đồng thời camnangdienmay.net sẽ đưa đến những thông tin chi tiết về các khái niệm liên quan.
Contents
Khái niệm nguyên tử là gì?
Nguyên tử chính là đơn vị đo cơ bản của vật chất. Nó chứa hạt nhân ở phần trung tâm, bao quanh bởi đám mây có điện tích âm các electron. Có thể hiểu theo cách đơn giản, nguyên tử chính là đơn vị đo của vật chất, xác định bởi cấu trúc các nguyên tố. Cấu trúc nguyên tử được phân làm 3 loại hạt: proton, neutron và electron.
Khối lượng của proton và neutron nặng hơn electron. Nó nằm trong tâm của nguyên tử được coi là hạt nhân. Các electron thì cực kỳ nhẹ và tồn tại trong đám mây bao xung quanh hạt nhân, đám mây có bán kính gấp 10.000 lần số hạt nhân bình thường.
Ngược lại proton và neutron có khối lượng tương đương nhau. Tuy nhiên, một proton thường sẽ nặng hơn 1800 electron. Số lượng nguyên tử trong proton và electron luôn bằng nhau. Số proton và neutron cũng ngang bằng với nhau. Thêm một proton vào nguyên tử sẽ biến nó thành nguyên tố mới. Đồng thời còn thêm 1 neutron vào nguyên tử nó sẽ trở thành đồng vị của nguyên tử đó.
Nguyên tử có cấu tạo như thế nào?
Trong thành phần của nguyên tử được cấu tạo thành 3 hạt chủ yếu proton, neutron và electron.
Proton
Hạt proton là hạt mang điện dương được tìm thấy bên trong hạt nhân nguyên tử. Nó được tìm thấy bởi Ernest Rutherford trong các thí nghiệm tiến hành vào những năm 1911-1919. Số lượng proton trong một nguyên tử sẽ giúp xác định nguyên tố này là nguyên tố gì.
Có thể tham khảo ví dụ sau đây: Nguyên tử cacbon có 6 proton, nguyên tử oxygen có 8 proton,… Số lượng proton trong nguyên tử được xem là số nguyên tử của nguyên tố đó. Đồng thời số proton trong nguyên tử còn xác định tình hình hóa học của mỗi nguyên tố hóa học.
Proton được cấu tạo từ các hạt khác nhau có tên gọi là quark. Thông thường sẽ có 3 quark trong mỗi proton. Đồng thời chúng được liên kết với nhau bởi các hạt khác nữa như gluon.
Neutron
Neutron là hạt không mang điện, nó được phát hiện bởi các hạt nhân nguyên tử. Khối lượng của một neutron sẽ lớn hơn khối lượng của một proton. Giống như proton thì neutron cũng được cấu tạo từ quark. Hạt nguyên tử này được khám phá bởi nhà vật lý người Anh James Chadwick vào năm 1932.
Electron
Electron là các hạt mang điện tích âm sẽ bị hút điện về phía các proton có điện tích dương. Các electron bao quanh các hạt nguyên tử gọi là orbital. Các orbital bên trong vây xung quanh các nguyên tử có dạng hình cầu, còn những orbital bên ngoài thì phức tạp hơn.
Đối với cấu hình của electron của nguyên tử là mô tả orbital đến các vị trí của electron trong nguyên tử không bị kích thích. Chính vì vậy nhờ vào việc sử dụng cấu hình của electron và các nguyên lý vật lý thì các nhà hóa học có thể dự đoán các tính chất khác nhau của nguyên tử. Cụ thể là tính ổn định, điểm sôi và độ dẫn.
Các khái niệm liên quan đến nguyên tử
Hạt nhân nguyên tử
Hạt nhân nguyên tử là bộ phận nằm ở trung tâm của nguyên tử được tạo nên bởi proton và neutron. Proton có ký hiệu là p, mang điện tích như electron nhưng khác dấu.
Proton mang điện tích như electron nhưng khác dấu. Nó được ghi bằng dấu dương (+), khối lượng là 1 đvC. Neutron thì có ký hiệu là n, trung hòa về điện (không mang điện tích). Đồng thời có khối lượng là 1 đvC.
Những nguyên tử cùng loại sẽ có cùng số proton trong hạt nhân. Đồng thời số lượng proton sẽ bằng số electron.
Tuy nhiên khối lượng proton và neutron sẽ có cùng khối lượng. Còn khối lượng của electron rất bé và không đáng kể. Chính vì vậy, khối lượng hạt nhân được coi là khối lượng nguyên tử.
Ví dụ như: Hydro là dạng nguyên tử nhẹ nhất. Nó cũng là nguyên tử duy nhất có 1 hạt proton và không có neutron. Do đó người ta sử dụng khí hydro để bơm vào bóng bay giúp bóng bay lên được.
Số nguyên tử là gì?
Nguyên tử hoặc số hiệu nguyên tử hay được biết là số proton của nguyên tố hóa học được tìm thấy trong hạt nhân của nguyên tử. Nó giống với số điện tích hạt nhân. Số nguyên tử được xác định duy nhất bởi các nguyên tố hóa học. Nếu trong một nguyên tử không có điện tích, thì số lượng nguyên tử bằng với số electron.
Khối lượng nguyên tử
Phần lớn khối lượng nguyên tử do sự đóng góp của proton và neutron trong hạt nhân của nó. Tổng những hạt này trong số nguyên tử được gọi là số khối. Số khối nguyên tử được hiểu đơn giản là số tự nhiên và có đơn vị là nucleon.
Khối lượng thực của nguyên tử khi nó đứng yên thường sẽ được biểu diễn bằng đơn vị khối lượng của nguyên tử. Chúng được ký hiệu “u” hoặc “dalton” (Da). Đơn vị này được xác định bằng 1/12 khối lượng nghỉ của nguyên tử cacbon 12 có khối lượng 1.66 x 10-27 kg.
Đối với nhiều nguyên tử nặng nhất thì nó cũng quá nhẹ để các nhà nghiên cứu có thể nghiên cứu trực tiếp. Đồng thời đơn vị khối lượng của nó cũng khá phức tạp.
So sánh nguyên tử và phân tử
| Đặc điểm | Nguyên tử | Phân tử |
| Khái niệm | Là phần tử hóa học nhỏ nhất. Chính vì vậy chúng không thể phân chia cấu tạo nên chất. | Là hạt đại diện mỗi phân tử là một nguyên tử cấu tạo nên chất. |
| Hình dáng | Dạng hình cầu | Có nhiều hình dáng |
| Tính chất | Không thể phân đôi nguyên tử | Các nguyên tố trong các phân tử có thể tách rời nhau, kết hợp với nhau theo cách khác. |
Như vậy trên đây là toàn bộ thông tin xoay quanh đến khái niệm “Nguyên tử là gì?”. Đồng thời bài viết nêu rõ cấu tạo của nguyên tử cùng các khái niệm liên quan. Hy vọng bài viết này sẽ mang đến cho đọc giả những thông tin bổ ích và thiết thực nhất.