AP Chemistry

nguyên tửatom

atomVietnamese: nguyên tử

Nguyên tử (atom) là đơn vị nhỏ nhất của một nguyên tố hóa học còn giữ được tính chất hóa học đặc trưng của nguyên tố đó.An atom is the smallest unit of a chemical element that still retains the characteristic chemical properties of that element.

Trực giác: Nguyên tử giống như một sân vận động khổng lồ: sân cỏ ở giữa chính là hạt nhân — nhỏ bé nhưng chứa gần như toàn bộ khối lượng — còn các khán đài mênh mông xung quanh là nơi electron tồn tại.Intuition: Picture an atom as a huge stadium: the playing field at the center is the nucleus — tiny, yet holding almost all of the mass — while the vast surrounding stands are where the electrons are found.

Định nghĩa đầy đủFull definition1 phút đọc1 min read

Nguyên tử là hạt cấu tạo nên chất, gồm hạt nhân mang điện dương ở trung tâm và electron tồn tại xung quanh. Số proton, tức số hiệu nguyên tử $Z$ , xác định nguyên tố. Các đồng vị của cùng nguyên tố có cùng $Z$ nhưng khác số neutron $N$ , nên số khối $A=Z+N$ khác nhau. Khối lượng nguyên tử trên bảng tuần hoàn là trung bình có trọng số theo độ phổ biến tự nhiên của các đồng vị, không phải số khối của một nguyên tử riêng lẻ.

An atom is the particle that matter is built from: a positively charged nucleus sits at the center, with electrons occupying the space around it. The number of protons, the atomic number $Z$ , identifies the element. Isotopes of the same element share the same $Z$ but differ in neutron number $N$ , so their mass numbers $A=Z+N$ differ. The atomic mass listed in the periodic table is a weighted average over the natural abundances of the isotopes, not the mass number of any single atom.

Ký hiệuNotation

• $Z$ — số hiệu nguyên tử (số proton)
• $A$ — số khối
•ký hiệu đầy đủ: $^{A}_{Z}\text{X}$

• $Z$ — atomic number (number of protons)
• $A$ — mass number
•full notation: $^{A}_{Z}\text{X}$

Hay hiểu saiCommon misconceptions3 ý, 1 phút đọc3 points, 1 min read

Khối lượng nguyên tử trung bình không nhất thiết là trung bình cộng.

Phải tính trung bình có trọng số theo độ phổ biến tự nhiên của từng đồng vị; kết quả gần đồng vị phổ biến hơn.

Không dùng trực tiếp số phần trăm làm trọng số.

Trong bài tính khối lượng nguyên tử trung bình, hãy đổi chúng sang số thập phân và kiểm tra tổng trọng số bằng $1$ .

Đồng vị nặng hơn không nhất thiết phổ biến hơn.

Với bài suy tỉ lệ đồng vị, hãy xét khối lượng trung bình gần đồng vị nào hơn; nó gần đồng vị phổ biến hơn.

Average atomic mass is not simply the arithmetic mean of the isotope masses.

You must weight each isotope mass by its natural abundance, so the result lies closer to the more abundant isotope.

Percentages cannot be used directly as weights.

In average-atomic-mass calculations, convert each percentage to a decimal and check that the weights sum to $1$ .

A heavier isotope is not necessarily the more abundant one.

When deducing isotope ratios, ask which isotope mass the average lies closer to — that is the more abundant isotope.

Mẹo phòng thiExam tips2 mẹo2 tips

Kiểm tra hướng lệch trước khi chọn đáp án.

Trong bài khối lượng nguyên tử trung bình, kết quả phải nằm giữa các khối lượng đồng vị và gần giá trị có trọng số lớn hơn.

Viết từng cặp khối lượng–tỉ lệ trước khi tính.

Đổi tỉ lệ sang số thập phân, kiểm tra tổng bằng $1$ ; khi giải ngược, ghi rõ ẩn là tỉ lệ của đồng vị nào.

Check which way the answer is skewed before choosing it.

An average atomic mass must fall between the isotope masses and closer to the one with the larger weight.

List each mass–abundance pair before calculating.

Convert abundances to decimals and verify they sum to $1$ ; when working backward, state clearly which isotope's abundance is the unknown.

Tần suất trong đề AP ChemistryHow often it shows up on AP ChemistryHay gặpCommon

Khái niệm này sinh ra từ đâuWhere the concept comes from1 phút đọc1 min read

1803 (ý niệm cổ đại có từ thời Hy Lạp)LeucippusDemocritusThomas NortonJohn Dalton

Năm 1803, John Dalton xây dựng quan niệm khoa học về nguyên tử nhằm giải thích cách các chất kết hợp.

In 1803, John Dalton developed a scientific conception of the atom to explain how substances combine.

Vì sao mang đúng cái tên này? Tên gọi bắt nguồn từ chữ Hy Lạp cổ "atomos", nghĩa là "không thể cắt được" (uncuttable) hay không thể chia nhỏ. Cái tên ấy vốn là một tuyên bố về giới hạn của phép chia: người xưa tin rằng cứ bổ đôi vật chất mãi thì cuối cùng sẽ gặp một hạt mà dao không xẻ nổi. Điều thú vị là cái tên nay đã sai so với sự thật, vì nguyên tử được phát hiện là còn chia được thành các hạt nhỏ hơn — neutron chẳng hạn, mãi đến năm 1932 mới được tìm ra. Tuy vậy tên gọi vẫn được giữ nguyên, nên nó là dấu vết của một niềm tin cổ chứ không phải mô tả đúng bản chất. Trong tiếng Anh, chữ này xuất hiện sớm ở dạng "attoms" trong bài thơ The Ordinal of Alchemy năm 1477.

Nguồn đối chiếuSources

Thử nghiệm tương tácInteractive explorer

Bấm thêm từng hạt một — xem nhãn nào nhảy, nhãn nào đứng im

Kéo tham số, thấy khái niệm chuyển động — đăng nhập để mở.Drag the parameters and watch the concept move — sign in to open.

Tạo tài khoảnCreate an account

Ví dụ có lời giảiWorked example2 phút đọc2 min read

Một nguyên tố kim loại tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạng đồng vị (isotope): dạng thứ nhất có khối lượng 63 amu và chiếm 69% số nguyên tử, dạng thứ hai có khối lượng 65 amu và chiếm 31% số nguyên tử. Hai dạng này chỉ khác nhau ở số neutron trong hạt nhân, nên tính chất hóa học của chúng gần như giống hệt nhau; điều khác biệt duy nhất đáng kể đối với bài toán là khối lượng. Khi cân một mẫu chất bất kỳ lấy từ tự nhiên, ta luôn cân phải hỗn hợp hai dạng đó theo đúng tỉ lệ trên.

aTính khối lượng nguyên tử trung bình (average atomic mass) của nguyên tố, làm tròn đến hai chữ số thập phân.
bGiải thích vì sao kết quả câu (a) nằm gần 63 hơn là gần 65, mà không phải rơi đúng vào 64.

1Bước 1: Trước hết cần nhận ra đây là bài toán trung bình có trọng số chứ không phải trung bình cộng thông thường. Trọng số ở đây chính là độ phổ biến (percent abundance) của từng dạng, được đổi từ phần trăm sang số thập phân:

p_1=0{,}69

và

p_2=0{,}31

. Hai trọng số này cộng lại bằng

1

, đúng như yêu cầu của mọi phép lấy trung bình có trọng số.

2Bước 2: Công thức tổng quát là

\bar{A}=\sum p_i A_i

, trong đó

A_i

là khối lượng của từng dạng và

p_i

là tỉ lệ số nguyên tử thuộc dạng đó. Câu này nói rằng mỗi dạng đóng góp vào kết quả chung theo đúng phần mà nó chiếm trong mẫu, chứ không phải mỗi dạng đóng góp ngang nhau. Thay số vào ta có

\bar{A}=(0{,}69)(63)+(0{,}31)(65)

3Bước 3: Tính từng số hạng rồi cộng lại:

(0{,}69)(63)=43{,}47

và

(0{,}31)(65)=20{,}15

, do đó

\bar{A}=43{,}47+20{,}15=63{,}62

amu. Nên kiểm tra nhanh tính hợp lý trước khi ghi đáp án: giá trị vừa tìm được phải nằm giữa

63

và

65

, và quả thật

63<63{,}62<65

4Bước 4: Với ý (b), hãy so sánh kết quả với trung bình cộng thuần túy

\tfrac{63+65}{2}=64

. Vì dạng nhẹ chiếm tới

69\%

số nguyên tử, nó kéo giá trị trung bình lệch hẳn về phía mình; khoảng cách từ

63{,}62

đến

63

chỉ là

0{,}62

trong khi khoảng cách đến

65

lên tới

1{,}38

. Nói cách khác, tỉ số hai khoảng cách

0{,}62:1{,}38

xấp xỉ đúng bằng tỉ số đảo ngược của hai độ phổ biến

31:69

Khối lượng nguyên tử trung bình của nguyên tố là $63{,}62$ amu. Giá trị này nằm gần $63$ hơn gần $65$ vì dạng nhẹ chiếm đa số trong tự nhiên (69% so với 31%), nên nó chi phối phép lấy trung bình; kết quả chỉ rơi đúng vào $64$ nếu hai dạng có mặt với tỉ lệ ngang nhau.

Bạn nắm chắc chưa?Check your understanding

Quiz câu thật từ ngân hàng đềReal exam questions from our question bank

Vài câu thật gắn đúng khái niệm này, chấm ngay kèm giải thích từng đáp án — hệ thống ghi nhớ bạn nắm tới đâu.A few real questions on exactly this concept, graded instantly with an explanation for every choice — the system remembers how well you know it.

Tạo tài khoảnCreate an account

Học tiếp từ đâyKeep learning

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termPhổ khối của nguyên tốCấu trúc & tính chất nguyên tử, khoácourse AP Chemistry

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termCấu trúc nguyên tử và cấu hình electronCấu trúc & tính chất nguyên tử, khoácourse AP Chemistry

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termCấu trúc & tính chất nguyên tửCấu trúc & tính chất nguyên tử, khoácourse AP Chemistry

Cần trướcLearn firstnguyên tốelement

Dẫn tớiLeads tobán kính nguyên tửatomic radiuscấu hình electron trạng thái cơ bảnground-state electron configuration (sắp có)(coming soon)

Liên quanRelatedđồng vịisotope electronelectron

Mục tiêu và lộ trình unit ai cũng xem được — làm bài tập và lưu tiến độ thì cần đăng nhập.Anyone can view a unit's goals and roadmap — sign in to do the exercises and save your progress.

Hay nhầm vớiOften confused with

Thuật ngữTermKhác nhau ở đâuHow they differHay nhầm khiMixed up when

phân tửmolecule

Khác nhau ở đâuHow they differNguyên tử là hạt đơn lẻ nhỏ nhất của một nguyên tố, còn phân tử gồm hai hay nhiều nguyên tử liên kết hóa học với nhau

Hay nhầm khiMixed up whenđề hỏi về khí hiếm tồn tại ở dạng nguyên tử hay phân tử, hoặc yêu cầu đếm số hạt trong một mẫu chất

ionion

Khác nhau ở đâuHow they differNguyên tử trung hòa về điện với số proton bằng số electron, còn ion mang điện tích do đã nhường hoặc nhận thêm electron

Hay nhầm khiMixed up whenđề cho kí hiệu hạt và yêu cầu xác định đó là nguyên tử trung hòa hay ion dựa trên so sánh số proton và electron

Cùng chủ đềSame topic

Nguồn tham khảoReferences

[1]Chemistry The Central Science in SI Units 15th Expanded Global Edition. tr. 11, 13–14.