Nguyên tử là gì? Khối lượng mol nguyên tử là gì?

Nhắc đến khái niệm nguyên tử, chắc hẳn chúng ta đều rất quen thuộc về thuật ngữ này. Mọi vật chất đều tạo thành từ các nguyên tử. Dù vậy, không phải ai cũng giải thích dễ hiểu về nguyên tử là gì? Số hiệu nguyên tử là gì? Để hiểu rõ hơn về mảng kiến thức này, mời bạn đọc theo dõi bài viết dưới đây. 

Nguyên tử là gì? Số hiệu nguyên tử là gì?

Nguyên tử là một đơn vị cơ bản nhất của vật chất và được sử dụng trong xác định cấu trúc cho các nguyên tố. Nguyên tử sẽ gồm một hạt nhân ở trung tâm và được bao bọc quanh quanh bởi các hạt electron mang điện tích âm.

Nguyên tử là những đối tượng vô cùng nhỏ, nó có đường kính chỉ khoảng vài phần mười nano mét. 

Số hiệu nguyên tử là gì?

Số hiệu nguyên tử là gì cho ví dụ? Số hiệu nguyên tử của một nguyên tố là số proton tìm thấy được trong hạt nhân nguyên tử đó. Số hiệu nguyên tử giống hệt với số điện tích hạt nhất. Trong một nguyên tử không tích điện số nguyên tử sẽ bằng số electron. Vậy nên, khi biết được số hiệu nguyên tử người ta sẽ biết được số electron và số proton trong nguyên tử.

Ngoài ra, khi biết được số khối A và số hiệu nguyên tử Z thì ta cũng tính toán được số proton và số notron qua công thức N = A  – Z. 

Khối lượng nguyên tử là gì?

Phần lớn khối lượng của nguyên tử là bởi sự đóng góp của proton và notron trong hạt nhân. Trong một nguyên tử, tổng của những hạt này được gọi là số khối. Số khối đơn giản chỉ là một số tự nhiên, đơn vị là nucleon. 

Ví dụ: Số khối của oxi là 16 nên nó sẽ có 16 nucleon, trong đó có 8 notron và 8 proton.

Cấu tạo của nguyên tử

Nguyên tử có cấu tạo bởi 3 loại hạt gồm hạt Proton, notron và electron. Trong đó, khối lượng của proton và notron nặng hơn hạt electron rất nhiều và chúng nằm trong tâm của nguyên tử hay được gọi là hạt nhân. Còn khối lượng của hạt electron thì rất nhẹ và tồn tại ở một đám mây bao xung quanh hạt nhân. Bán kính của đám mây electron này lớp gấp 10.000 hạt nhân. 

Trọng lượng của notron và proton xấp xỉ nhau. Trong khi đó, trọng lượng của proton nặng đến 1.800 electron.

Các nguyên tử tham gia để cấu thành nên các trạng thái vật chất khác nhau. Đồng thời nó sẽ phụ thuộc nhiều vào điều kiện vật lý ví dụ như nhiệt độ, mật độ và áp suất. Khi những điều kiện này thay đổi đạt đến một điều kiện giới hạn nào đó sẽ xảy ra quá trình chuyển pha vật chất giữa thể rắn, lỏng, khí và plasma. Ở một trạng thái, vật liệu cũng sẽ thể hiện các dạng hình thù khác nhau. 

Ví dụ, cacbon rắn thể hiện qua nhiều dạng hình thù khác nhau như: graphene, graphite hay kim cương.

Proton

Proton là hạt mang điện tích dương được tìm thấy bên trong của hạt nhân nguyên tử. Nhà vật lý Ernest Rutherford là người đã khám phá ra hạt proton trong các thí nghiệm được tiến hành vào những năm 1911 đến 1919. Trong một nguyên tử, số lượng hạt proton sẽ giúp xác định đó là nguyên tố gì. 

Ví dụ: Nguyên tử hydrogen có 1 proton, oxygen có 8 proton và cacbon có 6 proton. 

Số lượng proton có trong 1 nguyên tử gọi là số nguyên tử nguyên tố đó. Ngoài ra, trong một nguyên tử, số proton còn xác định được tính chất, trạng thái hóa học nguyên tố đó. 

Proton cấu tạo nên từ những hạt khác có tên gọi quark. Thông thường có 3 quark trong mỗi proton, hai quark lên và một quark xuống. Chúng được liên kết lại với nhau bởi các hạt khác nữa được gọi là gluon.

Notron

Notron là những hạt không mang điện được phát hiện ra ở hạt nhân nguyên tử. Khối lượng một notron lớn hơn khối lượng của một proton. Tương tự như proton thì notron cũng cấu tạo từ quark gồm một quark “lên” và hai quark “xuống”. Nhà vật lý người Anh Neutron James Chadwick là người đã khám phá ra proton vào năm 1932.

Electron

Electron là những hạt mang điện tích âm bị hút điện về phía các proton điện tích dương. Các hạt electron bao quanh hạt nhân nguyên tử trong lộ trình gọi là orbital. Các orbital xung quanh bên trong nguyên tử có dạng hình cầu, còn những orbital bên ngoài nguyên tử thì phức tạp hơn. 

Cấu hình electron một nguyên tử là mô tả orbital đến vị trí các electron trong một nguyên tử không bị kích thích. Vậy nên, nhờ vào việc sử dụng cấu hình electron, các nguyên lí vật lí mà các nhà hóa học dự đoán được các tính chất của một nguyên tử, ví dụ: Về độ dẫn, điểm sôi hay độ ổn định. 

Hạt nhân nguyên tử là gì?

Hạt nhân nguyên tử là một bộ phận nằm tại trung tâm nguyên tử. Nó được cấu tạo bởi các hạt proton và hạt notron. Kí hiệu của proton là p, có điện tích như electron nhưng khác dấu, được ký hiệu bằng dấu dương. Khối lượng proton là 1 đơn vị Cacbon (đvC). 

Kí hiệu của notron là n, không mang điện tích và có khối lượng là 1 đơn vị cacbon. Những nguyên tử cùng loại trong hạt nhân sẽ có cùng số proton và trong nguyên tử đó số electron sẽ bằng với số proton. 

Đồng thời, notron và protron có cùng khối lượng. Còn electron có khối lượng rất nhỏ, không đáng kể. Vậy nên khối lượng hạt nhân nguyên tử được coi là khối lượng nguyên tử. 

Ví dụ: Hidro là nguyên tử nhẹ nhất và cũng là nguyên tử duy nhất không có notron và chỉ có 1 hạt proton. Chính bởi tính chất này mà khí hidro được người ta sử dụng để bơm bóng bay cho bóng bay lên được. 

Theo khái niệm, hai nguyên tố bất kỳ mà có cùng số proton trong hạt nhân sẽ thuộc cùng một nguyên tố hóa học. Các nguyên tử mà có cùng số lượng proton nhưng khác notron thì sẽ là những đồng vị khác nhau cho một nguyên tố. 

Ký hiệu nguyên tử là gì?

Ký hiệu của nguyên tử là Z, được xuất phát từ trong tiếng Đức Zahl có nghĩa là số.

Trước khi tổng hợp những ý tưởng từ hóa học và vật lý, chỉ biểu thị vị trí số cho một nguyên tố trong bảng tuần hoàn các nguyên tố có thứ tự xấp xỉ. Tuy nhiên, không phù hợp hoàn toàn với thứ tự các nguyên tố theo trọng lượng của nguyên tử. 

Vậy nên, sau năm 1915 với các gợi ý và nhiều bằng chứng cho thấy số Z cũng là điện tích hạt nhân. Đồng thời cũng có đầy đủ đặc tính của nguyên tử đã tạo ra trong tiếng Đức cho số nguyên tử Atom Zahl được sử dụng rộng rãi trong bối cảnh hiện nay.

Một số định nghĩa quan trọng liên quan đến nguyên tử

Dưới đây là một số khái niệm xoay quanh nguyên tử mà chúng tôi đã tổng hợp được. Hy vọng sẽ giúp ích thêm cho bạn đọc trong việc tìm kiếm thông tin, tổng hợp tài liệu. 

Ion đơn nguyên tử là gì?

Ion đơn nguyên tử là một ion chỉ gồm đúng một nguyên tử. Ví dụ, calci cacbonat bao gồm ion đơn nguyên tử là Ca2+ và ion đa nguyên tử là CO32−.

Hợp chất ion nhị phân loại I chỉ chứa 1 kim loại sẽ chỉ tạo thành một loại ion. Hợp chất của ion loại II sẽ chứa một kim loại để tạo thành nhiều hơn 1 loại ion. Tức là những icon mang điện tích khác nhau. 

Ion đa nguyên tử là gì?

Một ion đa nguyên tử hay còn được gọi là ion phân tử. Đây là một nhóm gồm hai nguyên tử hoặc phức chất trở lên có liên kết cộng hóa trị với nhau, có thể coi là một đơn vị duy nhất và mang điện tích khác không. Tức là nó sẽ không trung hòa về điện. 

Trước đây, một số người gọi ion đa nguyên tử là một gốc tự do, trong tiếng Anh là radical. Tuy nhiên, hiện nay từ gốc được dùng để chỉ những gốc tự do khác nhau. Là những phân tử, nguyên tử hoặc ion mang electron độc thân mà không nhất định phải mang điện. 

Một ví dụ về ion đa nguyên tử là ion hydroxide, có chứa một nguyên tử hidro và một nguyên tử oxi, với công thức hóa học là OH−. 

Thông thường ion đa nguyên tử được xét trong hóa học axit bazo và quá trình hình thành muối. 

Một ion đa nguyên tử thông thường có thể được coi là một axit hoặc bazo liên hợp của phân tử. Ví dụ, bazơ liên hợp axit sunfuric (H2SO4) là anion đa nguyên tử hidrosunfat (HSO4). 

Nhà máy điện nguyên tử là gì?

Nhà máy điện nguyên tử hay nhà máy điện hạt nhất là một hệ thống các thiết bị điều khiển kiểm soát các phản ứng hạt nhân qua dây chuyền trạng thái dừng nhằm mục đích sinh ra năng lượng ở dạng nhiệt năng. Sau đó, năng lượng nhiệt này sẽ được những chất tải nhiệt trong lò truyền đến thiết bị sinh điện năng để sản xuất ra điện năng. 

Bút nguyên tử là gì?

Bút nguyên tử hay chính là bút bi. Đây là một công cụ được sử dụng để viết rất phổ biến hiện nay. Trong bút bi có một ống mực rất đặc, khi viết thì mực sẽ được in lên giấy nhờ việc chuyển động lăn một viên bi nhỏ với đường kính dao động từ 0,5 đến 1.2 mm, gắn nơi đầu của ống chứa mực. Loại mực để dùng cho bút bi khô nhanh, ngay sau khi viết lên giấy.

Obitan nguyên tử là gì?

Obitan nguyên tử hay Orbital nguyên tử là gì? Trong tiếng Anh, Orbital nguyên tử được viết tắt là AO, tên đầy đủ là atomic orbital. Đây là một đám mây nguyên tử, quỹ vực nguyên tử và là một hàm toán học để mô tả lại các trạng thái như sóng điện từ của electron. Hàm này được sử dụng để tính xác suất tìm thấy electron  một nguyên tử ở bất cứ chỗ nào bao quanh không gian hạt nhân nguyên tử.

Theo đó, những hàm này có thể cung cấp một đồ thị, biểu đồ vị trí có khả năng có electron. Giới hạn xác định được theo vùng vật chất từ hàm mà có khả năng tìm được electron.

Hiểu đơn giản hơn, orbital nguyên tử có trạng thái lượng tử của một hạt electron trong một tập hợp các electron bao quanh của một đơn nguyên tử.

Oxy nguyên tử là gì?

Đây là một phản ứng hóa học vô cùng mạnh và có ký hiệu là O. Oxy nguyên tử không tồn tại trong tự nhiên dù chỉ trong một khoảng thời gian rất ngắn. Tuy nhiên, trong không gian vũ trụ, oxi nguyên tử là dạng chủ yếu của oxi. 

Quang phổ nguyên tử là gì?

Quang phổ nguyên tử là vấn đề đề cập đến nghiên cứu của bức xạ điện từ bởi nguyên tử hấp thụ và phát ra. 

Vì các nguyên tố hóa học sẽ có quang phổ duy nhất. Vậy nên, người ta đã áp dụng kỹ thuật này giúp việc phân tích các thành phần nguyên tố trong mẫu. 

Như vậy, chúng tôi đã tổng hợp thông tin giúp bạn giải đáp thắc mắc nguyên tử là gì và một số khái niệm liên quan. Hy vọng, đây sẽ là nguồn tài liệu bổ ích cho bạn đọc hiểu hơn về nguyên tử. Một thuật ngữ mà chắc hẳn ai trong chúng ta cũng đều được nghe đến ít nhất 1 lần.