Bài 14. Hạt nhân và mô hình nguyên tử trang 61, 62, 63 SBT Vật lí 12 Chân trời sáng tạo

Trắc nghiệm 14.1

Cặp nguyên tử của các hạt nhân nào sau đây không được gọi là đồng vị?

A. \(_{17}^{35}{\rm{Cl}},_{17}^{37}{\rm{Cl}}\)

B. \(_1^1{\rm{H}},_1^2{\rm{D}}\)

C. \(_{29}^{63}{\rm{Cu}},_{29}^{65}{\rm{Cu}}\)

D. \(_1^3{\rm{H}},_2^3{\rm{He}}\)

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đồng vị

Lời giải chi tiết:

Đồng vị là các hạt nhân có cùng số proton (cùng Z), khác số neutron (khác N).

Đáp án: D

Trắc nghiệm 14.2

Các nguyên tử được gọi là đồng vị khi hạt nhân của chúng có cùng

A. khối lượng.              

B. số neutron.               

C. số nucleon.               

D. số proton.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đồng vị

Lời giải chi tiết:

Các nguyên tử được gọi là đồng vị khi hạt nhân của chúng có cùng số proton.

Đáp án: D

Trắc nghiệm 14.3

Hạt nhân nào sau đây có 136 neutron?

A. \(_{11}^{23}{\rm{Na}}.\)

B. \(_{92}^{238}{\rm{U}}.\)

C. \(_{86}^{222}{\rm{Ra}}.\)

D. \(_{84}^{209}{\rm{Po}}.\)

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

Hạt nhân \(_{86}^{222}{\rm{Ra}}\) có 136 neutron?

Đáp án: C

Trắc nghiệm 14.4

Sử dụng công thức về bán kính hạt nhân, hãy cho biết bán kính hạt nhân \(_{82}^{207}\;{\rm{Pb}}\) lớn hơn bán kính hạt nhân \(_{13}^{27}{\rm{Al}}\) bao nhiêu lần.

A. hơn 2,5 lần.               

B. hơn 2 lần.                 

C. gần 2 lần.                  

D. 1,5 lần.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

Ta có: \(\frac{{{{\rm{r}}_{{\rm{Pb}}207}}}}{{{{\rm{r}}_{{\rm{A}}127}}}} = \frac{{{\rm{A}}_{{\rm{Pb}}207}^{1/3}}}{{{\rm{A}}_{{\rm{Al}}27}^{1/3}}} = \frac{{{{207}^{1/3}}}}{{{{27}^{1/3}}}} \approx 2\)

Đáp án: C

Trắc nghiệm 14.5

Phát biểu nào sau đây sai?

A. Đồng vị bền chỉ có nguồn gốc tự nhiên, đồng vị không bền chỉ có nguồn gốc nhân tạo.

B. Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số proton nhưng có số neutron khác nhau gọi là đồng vị.

C. Các đồng vị của cùng một nguyên tố có số neutron khác nhau nhưng tính chất hoá học giống nhau.

D. Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đồng vị

Lời giải chi tiết:

Đặc điểm của các đồng vị:

- Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số proton nhưng có số neutron khác nhau gọi là đồng vị.

- Các đồng vị của cùng một nguyên tố có số neutron khác nhau nhưng tính chất hoá học giống nhau.

- Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Đáp án: A

Trắc nghiệm 14.6

Đề bài: 

Trong các nhận định sau đây về kết quả thí nghiệm tán xạ của hạt alpha lên lá vàng mỏng, có bao nhiêu nhận định đúng?

(1) Phần lớn các hạt alpha xuyên thẳng qua lá vàng mỏng.

(2) Một tỉ lệ khá lớn các hạt alpha bị lệch khỏi hướng ban đầu với góc lệch lớn hơn 90°

(3) Một tỉ lệ rất nhỏ các hạt alpha bị lệch khỏi hướng ban đầu với góc lệch lớn hơn 90°.

(4) Một số ít hạt alpha bị lệch khỏi phương ban đầu với những góc lệch khác nhau.

A. 1.                             

B. 2.                             

C. 3.                             

D. 4.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về tán xạ của hạt alpha

Lời giải chi tiết:

- 1 đúng: Phần lớn các hạt alpha xuyên thẳng qua lá vàng mỏng cho thấy nguyên tử có cấu tạo rỗng, phần lớn không gian bên trong nguyên tử là trống rỗng.

- 2 sai: Không có một tỉ lệ lớn hạt alpha bị lệch với góc lớn hơn 90 độ.

- 3 đúng: Chỉ có một tỉ lệ rất nhỏ các hạt alpha bị tán xạ ngược lại với góc lớn hơn 90 độ. Điều này cho thấy sự tồn tại của một hạt nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ nhưng tập trung gần như toàn bộ khối lượng và điện tích dương của nguyên tử.

- 4 đúng: Một số ít hạt alpha bị lệch khỏi phương ban đầu với các góc lệch khác nhau. Điều này chứng tỏ sự tương tác giữa hạt alpha mang điện tích dương và hạt nhân nguyên tử cũng mang điện tích dương.

Đáp án: C

Trắc nghiệm 14.7

So với hạt nhân \(_6^{12}{\rm{C}}\), hạt nhân \(_{27}^{56}{\rm{Co}}\) có nhiều hơn

A. 44 neutron và 21 proton.                             

B. 23 neutron và 21 proton.

C. 44 neutron và 23 proton.                             

D. 23 neutron và 23 proton.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

Hạt nhân \(_6^{12}{\rm{C}}\) có Z = 6; A = 12; N = 6

Hạt nhân \(_{27}^{56}{\rm{Co}}\) có Z = 27; A = 56; N = 29.

Vậy hạt nhân \(_6^{12}{\rm{C}}\), hạt nhân \(_{27}^{56}{\rm{Co}}\) có nhiều hơn 23 neutron và 21 proton.

Đáp án: B

Trắc nghiệm 14.8

Trong nguyên tử của đồng vị phóng xạ \(_{90}^{210}{\rm{Th}}\) có

A. 90 electron, tổng số proton và electron bằng 210.

B. 90 proton, tổng số neutron và electron bằng 210.

C. 90 neutron, tổng số neutron và electron bằng 210.

D. 90 neutron, tổng số proton và electron bằng 210.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

Số electron ở lớp vỏ nguyên tử bằng số proton bên trong hạt nhân.

Đáp án: B

Trắc nghiệm 14.9

Trong mỗi phát biểu sau, em hãy chọn đúng hoặc sai.

a) Hạt nhân nguyên tử trung hoà về điện.

b) Một hệ quả của mẫu nguyên tử Rutherford là tính không bền của nguyên tử do electron mất năng lượng khi chuyển động có gia tốc.

c) Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ proton, neutron và electron.

d) Điện tích dương trong nguyên tử phân bố đều, xen kẽ với các electron nên nguyên tử trung hoà về điện.

e) Có thể xem khối lượng hạt nhân xấp xỉ bằng khối lượng nguyên tử.

f) Nguyên tử của đồng vị 6027Co2760Co có 27 proton, 33 neutron và 27 electron.

g) Khi nguyên tử trung hoà về điện, tổng số electron và neutron bằng số khối của hạt nhân nguyên tử.

h) Nguyên tử chỉ tồn tại trong các trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không phát xạ.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

a) Sai; Hạt nhân mang điện tích dương.

b) Đúng;

c) Sai; Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ proton, neutron.

d) Sai; hạt nhân mang điện tích dương, electron ở lớp vỏ nguyên tử mang điện tích âm nên nguyên tử trung hoà về điện.

e) Đúng;

f) Đúng;

g) Đúng;

h) Đúng.

Trắc nghiệm 14.10

Biết số Avogadro là \(NA \approx 6,022.1023\;mo{l^{ - 1}}\), khối lượng mol của uranium \(_{92}^{238}{\rm{U}}\) là 238 g/mol. Số neutron trong 238 gam \(_{92}^{238}{\rm{U}}\) là

A. 8,8⋅1025.8,8⋅1025.                

B. 1,2⋅1025.1,2⋅1025.             

C. 4,4.1025.4,4.1025.      

D. 2,2⋅1025.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

Số neutron có trong 1 hạt nhân \(_{92}^{238}{\rm{U}}\) là: 238 - 92 = 146 hạt.

Suy ra: \({N_n} = 146 \cdot \frac{m}{A} \cdot {N_A} = 146.\frac{{238}}{{238}}.6,022.1023 \approx 8,8 \cdot {10^{25}}\;\) hạt.

Đáp án: A

Trắc nghiệm 14.11

Số proton trong 17,5 gam \(_{92}^{238}{\rm{U}}\) là

A. \(3,01 \cdot {10^{23}}\;\) hạt.           

B. \(27,7 \cdot {10^{24}}\;\)hạt.          

C. \(4,07 \cdot {10^{24}}\;\)hạt.           

D. \(7,07 \cdot {10^{24}}\;\)hạt.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

Số proton trong hạt nhân là 92 hạt.

\({{\rm{N}}_{\rm{p}}} = 92 \cdot \frac{{\rm{m}}}{{\rm{A}}} \cdot {{\rm{N}}_{\rm{A}}} = 92 \cdot \frac{{17,5}}{{238}} \cdot 6,022 \cdot {10^{23}} \approx 4,07 \cdot {10^{24}}\) hạt

Đáp án: C

Tự luận 14.1

Điền các số liệu còn thiếu vào bảng sau.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

Tự luận 14.2

Chọn cụm từ thích hợp trong bảng dưới đây để điền vào chỗ trống.

a) Đồng vị là những nguyên tử mà (1)... của chúng có cùng số (2) ... nhưng có số neutron N khác nhau.

b) Số proton trong hạt nhân Z bằng (3)... và bằng số thứ tự của nguyên tố trong (4)...

c) Phần lớn không gian bên trong nguyên tử là (5)..., toàn bộ điện tích dương tập trung ở một vùng có (6)... rất nhỏ, nằm ở (7)..., gọi là (8)...

d) Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có (9)..., gọi là trạng thái dừng. Ở trạng thái dừng, nguyên tử (10)...

e) Bán kính hạt nhân có giá trị trong khoảng (11)...

f) Bán kính hạt nhân thường được đo bằng đơn vị (12)...

g) Trong hạt nhân nguyên tử, các hạt proton và neutron gọi chung là (13)... Vì vậy, số nucleon trong hạt nhân được tính bằng (14)..

h) Theo lí thuyết trường điện từ, khi electron chuyển động có gia tốc sẽ (15)... Vậy nên khi electron chuyển động trên quỹ đạo tròn, electron sẽ mất (16)..., tốc độ của electron (17)... và cuối cùng rơi vào hạt nhân.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

a) (1) các hạt nhân; (2) proton Z

b) (3) số hiệu nguyên tử; (4) bảng tuần hoàn hoá học

c) (5) rỗng; (6) bán kính; (7) trung tâm của nguyên tử; (8) hạt nhân nguyên tử

d) (9) năng lượng xác định; (10) không phát xạ

e) (11) 10^-15 m - 10^-14 m

f) (12) fm (femtômét)

g) (13) nucleon; (14) tổng số proton và neutron

h) (15) phát ra năng lượng; (16) năng lượng; (17) giảm dần.

Tự luận 14.3

Tính bán kính của các hạt nhân nguyên tử \(_2^4{\rm{He}},_{92}^{235}{\rm{U}},_{26}^{56}{\rm{Fe}},_{55}^{137}{\rm{Cs}}.\)

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

Áp dụng công thức \({\rm{r}} = 1,2.{{\rm{A}}^{1/3}}\), ta có:

\(\begin{array}{l}{{\rm{r}}_{{\rm{He}}}} = 1,{2.4^{1/3}} = 1,9{\rm{fm}};\\{{\rm{r}}_U} = 1,{2.235^{1/3}} = 7,4{\rm{fm}};\\{{\rm{r}}_{{\rm{He}}}} = 1,{2.56^{1/3}} = 4,59{\rm{fm}};\\{{\rm{r}}_{{\rm{He}}}} = 1,{2.137^{1/3}} = 6,19{\rm{fm}};\end{array}\)

Tự luận 14.4

Giả sử hạt nhân nguyên tử có dạng hình cầu. Hỏi thể tích hạt nhân \(_{26}^{56}{\rm{Fe}}\) gấp bao nhiêu lần thể tích hạt nhân \(_1^3\;{\rm{T}}\)?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

\(\frac{{{{\rm{V}}_{{\rm{Fe}}}}}}{{{{\rm{V}}_{\rm{T}}}}} = \frac{{{\rm{r}}_{{\rm{Fe}}}^3}}{{{\rm{r}}_{\rm{T}}^3}} = \frac{{{{\rm{A}}_{{\rm{Fe}}}}}}{{{{\rm{A}}_{\rm{T}}}}} = \frac{{56}}{3} \approx 18,7.\)

Tự luận 14.5

Nêu cấu tạo nguyên tử và viết kí hiệu hạt nhân của các nguyên tử trong các trường hợp sau:

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải chi tiết:

a) Nguyên tử carbon: 6 proton, 6 neutron, 6 electron. Kí hiệu hạt nhân: \(_6^{12}{\rm{C}}\)

b) Nguyên tử aluminium: 13 proton, 14 neutron, 13 electron. Kí hiệu hạt nhân: \(_{13}^{27}{\rm{Al}}\)

c) Nguyên tử nitrogen: 7 proton, 7 neutron, 7 electron. Kí hiệu hạt nhân: \(_7^{14}\;{\rm{N}}\)

d) Nguyên tử silicon: 14 proton, 14 neutron, 14 electron. Kí hiệu hạt nhân: \(_{14}^{28}{\rm{Si}}\)