Công thức tính nguyên tử khối dễ hiểu và bài tập minh họa

Nguyên tử khối là một trong những kiến thức nền tảng của hóa học, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định đặc tính của các nguyên tố và hợp chất. Để hiểu rõ hơn về nguyên tử khối, bài viết này sẽ giới thiệu công thức tính nguyên tử khối một cách dễ hiểu, kèm theo các bài tập minh họa để giúp các em áp dụng kiến thức vào thực tế và củng cố quá trình học tập.

Nguyên tử khối là gì? Công thức tính nguyên tử khối

Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử. Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.

Cách xác định nguyên tử khối:

Khối lượng của các loại hạt cấu tạo nên nguyên tử:

• Khối lượng của một electron: me = 9,1094.10^-31 kg.
• Khối lượng của một proton: mp = 1,6726.10^-27 kg.
• Khối lượng của một nơtron: mn = 1,6748.10^-27 kg.

Proton và nơtron có khối lượng xấp xỉ nhau, khối lượng electron bé hơn nhiều so với khối lượng proton.

Coi như nguyên tử khối xấp xỉ số khối hạt nhân. Do vậy công thức tính số khối như sau:

Số khối (A) = tổng số proton (Z) + tổng số nơtron (N)

Khối lượng nguyên tử được tính bằng tổng khối lượng các hạt trong nguyên tử:

m_{nguyên tử} = ∑m_p + ∑mn + ∑me

Đơn vị khối lượng nguyên tử là u.

1u = 1,6605.10^-27 kg = 1,6605.10^-24 g.

Nguyên tử khối của một số nguyên tố hay gặp

Dưới đây là danh sách nguyên tử khối của một số nguyên tố hay gặp được chúng tôi tổng hợp giúp các bạn học sinh tham khảo

Các dạng bài tập về nguyên tử khối

Dưới đây là những dạng bài tập thường gặp về nguyên tử khối, giúp học sinh củng cố lý thuyết và nắm vững cách giải bài một cách hiệu quả.

Bài tập tính khối lượng nguyên tử

Tính toán khối lượng của một nguyên tử dựa trên nguyên tử khối và đơn vị khối lượng nguyên tử (amu).

Ví dụ: Tính khối lượng của một nguyên tử oxy, biết nguyên tử khối của oxy là 16 đvC.

Bài tập về đồng vị

Đồng vị là các biến thể của cùng một nguyên tố, khác nhau về số neutron. Bài toán thường yêu cầu xác định tỉ lệ phần trăm của các đồng vị dựa trên nguyên tử khối trung bình.

Ví dụ: Trong tự nhiên, chlorine tồn tại dưới hai đồng vị Cl-35 và Cl-37 với tỉ lệ phần trăm lần lượt là 75,76% và 24,24%. Hãy tính nguyên tử khối trung bình của chlorine.

Bài tập xác định thành phần nguyên tử

Xác định số proton, neutron và electron trong một nguyên tử dựa trên số khối và số hiệu nguyên tử.

Ví dụ: Tìm số proton, neutron và electron của nguyên tử natri có số khối là 23 và số hiệu nguyên tử là 11.

Bài tập về cấu hình electron

Viết cấu hình electron cho các nguyên tử và ion dựa trên quy tắc cấu hình electron.

Ví dụ: Viết cấu hình electron cho nguyên tử sắt (Fe) có số hiệu nguyên tử là 26.

Bài tập trắc nghiệm về khối lượng nguyên tử

Các câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến tính toán và kiến thức về khối lượng nguyên tử.

Ví dụ: Tính khối lượng của một nguyên tử Magie, biết nguyên tử khối của Magie là 24 đvC.

Bài tập về tính nguyên tử khối kèm đáp án

Dưới đây là một số bài tập kèm đáp án chi tiết về nguyên tử khối

Bài 1

Một hợp chất gồm 1 nguyên tử X liên kết 2 nguyên tử Oxi và nặng hơn phân tử hiđro 22 lần.

a/ Tính phân tử khối hợp chất.

b/ Tính NTK X , cho biết tên và KHHH

Hướng dẫn

Phân tử hidro (2H) => PTK = 2 . 1 = 2

Hợp chất nặng hơn phân tử hidro 22 lần => PTK của hợp chất: 2.22 = 44

1 nguyên tử X liên kết 2 nguyên tử O => hợp chất (1X; 2O) => PTK = X + 2.16 = X + 32

=> X + 32 = 2 . 22 = 44

=> X = 44 – 32 = 12

Vậy X là nguyên tố cacbon, KHHH là C.

Bài 2

Biết nguyên tố X có nguyên tử khối bằng 3,5 lần nguyên tử khối của oxi. Xác định tên và KHHH của nguyên tố X.

Hướng dẫn:

Diễn đạt X có nguyên tử khối bằng 3,5 lần NTK của oxi là: X = 3,5.O

NTK của O đã biết → tìm được NTK của X → dò bảng xác định được tên nguyên tố X → KHHH

X = 3,5 . O = 3,5 . 16 = 56
=> X là nguyên tố sắt, KHHH Fe.

Bài 3

Tính phân tử khối của H2SO4

Hướng dẫn 

Phân tử khối của H2SO4 là: MH2SO4 = 2×1 + 32 + 4×16 = 98 đvC.

Bài 4

Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong hai nguyên tử kim loại A và B là 142, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 42. Số hạt mang điện của nguyên tử B nhiều hơn của nguyên tử A là 12. Xác định 2 kim loại A và B.

Hướng dẫn 

Gọi tổng số hạt proton, nơtron và electron của nguyên tử A là : pA, nA, eA và B là pB, nB, eB.

Ta có pA = eA và pB = eB.

Theo bài : Tổng số các loại hạt proton, nơtron và electron của hai nguyên tử A và B là 142 nên: pA + nA + eA + pB + nB + eB = 142 2pA + 2pB + nA + nB = 142 (1)

Tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 42 nên:
pA + eA + pB + eB – nA – nB = 42 2pA + 2pB – nA – nB = 42 (2)

Số hạt mang điện của nguyên tử B nhiều hơn của nguyên tử A là 12 nên:
pB + eB – pA – eA = 12 2pB – 2pA = 12 pB – pA = 6 (3)

Từ (1), (2), (3) ta có : pA = 20 (Ca) và pB = 26 (Fe).

Bài 5

Tổng số hạt cơ bản trong phân tử X có công thức là M2O là 140, trong phân tử X thì tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44. Vậy X là

Hướng dẫn 

Trong X có 2 nguyên tử M và 1 nguyên tử O.

Nên ta có : 2.ZM + 8 = (140 + 44) : 4 = 46 => Z =19 => K => X là K2O

Bài 6

M và X là hai nguyên tử kim loại, tổng số hạt cơ bản của cả nguyên tử M và X là 142, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn không mang điện là 42. Số hạt mang điện trong nguyên tử M nhiều hơn trong nguyên tử X là 12. Tìm M và X

Hướng dẫn 

Ta có: ZM + ZX = (142 : 42) : 4 = 46.

2ZM – 2ZX = 12 (tổng số hạt mang điện là 2Z)

Dễ dàng tìm được ZM = 26, ZX = 20. Vậy M là Fe, X là Ca.

Lời kết

Các công thức tính nguyên tử khối và bài tập luyện tập không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về những khái niệm nền tảng trong hóa học, mà còn mở ra cơ hội rèn luyện tư duy logic để chinh phục những bài toán phức tạp. Thông qua quá trình luyện tập, học sinh không chỉ củng cố kiến thức, mà còn xây dựng sự tự tin vững vàng, chuẩn bị tốt nhất cho những kỳ thi phía trước.