BÀI TẬP CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
1. Những hạt  và  sinh ra trong sự phân rã phóng xạ là những hạt gì ?
2. Người ta đã biết bốn đồng vị bền của bari có các số khối 135, 136, 137 và 138. Tìm số proton
và số nơ tron trong hạt nhân của mỗi đồng vị.
3. Gọi tên những đồng vị của nguyên tố có số khối khác với nhau gấp rưỡi và hơn nữa.
4. Hạt nhân của một nguyên tố gồm có 81 proton và 122 nơ tron. Hỏi số thứ tự nguyên tử và khối
lượng nguyên tử áng chừng của nguyên tố đó. Biểu diễn đầy đủ nuclit đó bằng kí hiệu hóa
học, số thứ tự nguyên tử và số khối.
5. Tính khối lượng nguyên tử tương đối và trung bình của nguyên tố Silic, cho biết trong thiên
nhiên người ta phát hiện được hàm lượng các đồng vị của nó là: 92,28%
28
Si; 4,67%
29
Si và
3,05%
30
Si(về khối lượng).
6. Tali thiên nhiên là hỗn hợp của các đồng vị
203
81
Tl và
205
81
Tl. Dựa vào khối lượng nguyên tử
tương đối của Tali thiên nhiên là 204,88, hãy tính thành phần đồng vị của Tali.
7. Tính khối lượng nguyên tử tương đối và trung bình của đồng, cho biết đồng thiên nhiên chứa
71,87% đồng vị
63
Cu và 28,13% đồng vị
65
Cu(về khối lượng).

4


; c) phân tử SO
2
.
16. Khí hiếm nào và ion của những nguyên tố nào có cùng một cấu hình electron với hạt sinh
ra khi nguyên tử photpho mất tất cả electron hóa trị?
17. Cấu hình electron của nguyên tử he li trùng với cấu hình electron của một số ion nào? Nêu
những ion đó và giải thích.
18. Viết phương trình của phản ứng tạo thành hợp chất trong phần của nó chỉ có những ion có
cấu hình electron bên ngoài 2s
2
2p
6
.
19.
Những electron của ion Cu
2+
có thể nằm ở những obitan sau đây: a) 3s; b) 2d; c) 4p? Giải thích.
20.
Những electron của ion Mg
2+
có thể nằm ở những obitan sau đây: a) 2s; b) 3f; c) 4d? Giải thích.
21. Đồng vị của stronti
90
Sr phóng ra hạt . Quá trình đó tạo nên đồng vị của nguyên tố nào?
Đồng vị được tạo nên này cũng phóng ra hạt . Quá trình thứ hai này tạo nên đồng vị của
nguyên tố nào?
22. Đồng vị phóng xạ của bismut

đó thì sau bao lâu nữa trong mẩu đó còn lại 1/10 khối lượng ban đầu? .
26. Nêu những ví dụ sử dụng đồng vị để làm rõ cơ chế của phản ứng hữu cơ hoặc giải quyết
những vấn đề y học.
Phần 2
9. Viết tất cả những số lượng tử của hai electron nằm trên obitan 4s.
2-16. Viết bộ các số lượng tử của mỗi electron nằm trên các obitan 3p:   
2-17. Electron có n= 3 và l = 1 có thể nằm ở mức năng lượng nào và trên obitan nào? Obitan đó
(nói khác đi, đám mây electron) có dạng như thế nào?
26. Chu kì bán rã của
226
88
Ra là 1590 năm. Tìm hằng số của ốc độ bán rã (hằng số bán râ) . Tính
phần rađi phân rã trong một năm .
27. Đồng vị
83
Rb có chu kì bán rã là 86,2 ngày; 4g đồng vị đó phản ứng nổ với một lượng dư
nước. Hỏi chu kì bán rã của rubiđi trong hợp chất được tạo nên? Giải thích.
28. Nhờ những cuộc khai quật khảo cổ học những vùng cấm trại của dân du cư thời cổ. người ta
tìm thấy nhiều mẫu vật của vật liệu hữu cơ, than gỗ và những chất khác chứa cacbon. Để xác
định tuổi của những mẫu vật đó người ta dùng phương pháp niên đại địa chất. Người ta đã xác
định được rằng những mẫu vật đã được phát hiện, cho 4,4 phân rã nguyên từ cacbon 14 trong
một phút tính trên 1g cacbon. Xác định tuổi của các đối tượng.
29. Tính độ hụt khối lượng của đồng vị berili
9
Be và năng lượng liên kết trên một nuclon của hạt
nhân berili.
30. Năng lượng liên kết tính trên một nuclon trong hạt nhân của đồng vị clo
35
Cl là 8,5 MeV.
nuclon

3. a) Viết cấu hình electron ở trạng thái cơ bản cho các nguyên tố sau: Mg(Z = 12); Ca(Z = 20);
Sr(Z = 38); Zn(Z = 30); Cd(Z = 48).
b) Cho các giá trị thế ion hóa thứ nhất (đơn vị kJ/mol) : 548; 585; 736; 903.
Hãy gán các giá trị nói trên cho các nguyên tố ở câu hỏi (a)
c) Người ta biết rằng Sr(Z = 38) khi mất 2e sẽ có cấu hình electron bền vững; trong khi đó
nguyên tử Fe(Z = 26) lại cho 2 dạng cấu hình electron bền vững khi mất electron. Hãy viết cấu
hình electron cho 3 trường hợp trên và chỉ rõ số electron độc thân cho từng trường hợp.
Đáp số: c) Số electron độc thân lần lượt là: 0, 4 và 5.
4. Ion X
3+
có phân lớp electron ngoài cùng là 3d
2
: .
- Viết eấu hình electron của nguyên tử X và ion X
3+
:
- Xác định điện tích hạt nhân của X
3+
;
- Xác định chu kì, phân nhóm của X .
- Hai electron 3 d
2
ứng với những giá trị nào của 4 số lượng tử ?
5. Hãy bổ sung dãy sơ đồ phản ứng sau:

235
92
U + n 
137
52

 (l,5.10
–
13
)
3
. A [cm
3
]
Vì u =
1
N
gam
nên m =
A
N
(gam) =
23
6,22.10
A

Do đó khối lượng riêng của hạt nhân: d =
m
V
=
23
6,22.10
A
.
13 3
3

U đến
208
82
Pb có độ hụt số khối = 238 - 206 = 32
 Số hạt

giải phóng là 32 : 4 = 8 hạt. Độ hụt số proton = 92 - 82 = 10 ; Trong khi đó sự giải
phóng 8 hạt  làm hụt số proton = 8 x 2 = 16. Vậy số hạt

(
-1
e
0
) giải phóng là: 16 -10 = 6 hạt.
8. Hạt nhân Liti có khối lượng = 7,01601 đvC.
Hãy tínhNănglượng liên kết riêng của hạt nhân Liti ? Cho khối lượng proton và nơtron lần lượt
là 1,00724 đvC; 1,00862đvC . Biết 1đvC = 931,5 MeV/c
2
.
 Khối lượng của 3p + 4n = 1,00724 x3 +1,00862 x4 = 7,0562đvC
Độ hụt khối lượng m = 7,0562 - 7,01601 = 0,04019 đvC
E = mC
2
= 0,04019 x 931,5 = 37,44 MeV
Năng lượng liên kết riêng trung bình = 37,44 : 7 = 5 MeV/ nucleon
9. a) Hãy tính năng lượng được giải phóng đối với một nguyên tử, một mol nguyên tử
235
92
U trong
phản ứng phân hạch

= 0,171. 10
–3
.(2,9979.10
8
)
2
= 1,54.10
13
J. (c  3. 10
8
m/s)
Có thể tính theo cách sau: 1eV = 1,602.10
–19
J mà 1MeV = 10
6
eV = 1,602. 10
–13
J nên năng
lượng giải phóng đối với 1 mol nguyên tử = 159,23. 1,602. 10
–13
. 6,022.10
23
= 1,54. 10
13
J.
b) Khi bắn phá
235
92
U bằng một nơtron ta thu được
132

 Theo biểu thức v = –
dN
dt
= kN = 3,7.10
10
Bq
( trong đó N là số nguyên tử Ra, còn k =
1
2
ln2
T
 N =
10
3,7.10
0,693
. T
1/2
)
và T
1/2
= 1590.365.24.60.60 = 5,014.10
10

m
Ra
=
23
226 N
6,022.10
=

0
N
N
và T
1/2
=
ln2
k
ta có t =
1 2
0,693
T
. 2,303lg
0
N
N

với N
0
=1350 ; N =197 và T
1/2
= 5570 tính được t = 15472 năm.
12. a) Một mẫu ra đon (Rn), ở thời điểm t = 0, phóng ra 7,0. 10
4
hạt  trong một giây, sau 6,6
ngày mẫu đó phóng ra 2,1.10
4
hạt /s. Hãy tính chu kì bán huỷ của mẫu Rn nói trên
b) Chu kì bán huỷ của Poloni (Po) bằng 138 ngày. Hỏi khối lượng của Poloni mà người ta
cần phải sử dụng để có một cường độ phóng xạ bằng 1Ci (1Ci = 3,7.10

16. Một mẫu than lấy từ hang động ở vùng núi đá vôi tỉnh Hoà Bình coá 9,4 phân huỷ
14
C. hãy
cho biết người Việt cổ đại đã tạo ra mẫu than đó cách đây bao nhiêu năm ? Biết chu kỳ bán
huỷ của
14
C là 5730 năm, trong khí quyển có 15,3 phân huỷ
14
C (tính với 1 gam C xảy ra trong
1 giây).
17. Cấu hình electron ngoài cùng của nguyên tử của một nguyên tố X là 5p
5
. Tỷ số nơ tron và
điện tích hạt nhân bằng 1,3962. Số nơ tron của X bằng 3,7 lần số nơ tron của nguyên tử thuộc
nguyên tố Y. Khi cho 4,29 gam Y tác dụng với lượng dư X thì thu được 18,26 gam sản phẩm
có công thức là XY. Hãy xác định điện tích hạt nhân Z của X và Y và viết cấu hình electron
của Y tìm được.(Z
X
= 53 và Z
Y
= 19)
18. a) Hãy xếp các nguyên tố Na - K - Li theo thứ tự giảm trị số năng lượng ion hoá thứ nhất (I
1
).
Giải thích bằng cấu tạo nguyên tử.
b)Năng lượng ion hoá thứ nhất (I
1
) của Mg = 7,644 eV; của Al = 5,984 eV. Dựa vào cấu hình
electron, hãy thích sự lớn hơn của I
1

86
Ra + 3
4
2
He + 2

)
20. Năng lượng 1 electron ở lớp thứ n trong trường lực một hạt nhân được tính theo đơn vị eV
bằng công thức E
n
= – 13,6
2
2
z
n

a/ Hãy tính năng lượng 1e trong trường lực mỗi hạt nhân sau đây: F
8+
, Li
2+
, N
6+
.
b/ Hãy cho biết qui luật liên hệ giữa E
n
với Z. Giải thích tóm tắt qui luật đó.
c/ Trị số tính được theo (1) có liên hệ với năng lượng ion hóa không? Giải thích cụ thể.
21. Xét các phản ứng phân hạch sau của
235
U bằng nơtron nhiệt:

Zr) = 93,9063 u ; m (
140
Ce) = 139,9054 u
và 1 u = 931,5 MeV/ c
2
.
22. Từ thực nghiệm, biết năng lượng ion hóa thứ nhất(I
1
) của Li = 5,390 eV.
Quá trình Li - 2e → Li
2+
có E = 81,009 eV. Hãy tính năng lượng ion hóa I
2
và năng lượng
kèm theo quá trình Li - 3e → Li
3+  Do Li - 1e  Li
+
có

I
1
= 5,390 eV nên
Li
+
+ 1e  Li E
0
1

Z
ở đây
1
3


n
Z
3  E
3
(Li
3+
) =-13,6.
2
2
1
3
= -122,4 (eV)
Li
2+
- 1e  Li
3+
I
3
= - E
3
= 122,4 eV
Li - 2e  Li
2+
E

29
. Hãy viết các cấu hình electron cho mỗi nguyên tố ở trạng thái
không kích thích và trạng thái kích thích. Mỗi cấu hình electron đó ứng với khả năng cho mức
oxi hoá nào của nguyên tố?
 Khối lượng mỗi đồng vị không phải đơn thuần bằng số khối.
Khối lượng mỗi nguyên tử không phải bằng tổng khối lượng các hạt p, n, e nhiều khi hình
thành hạt nhân nguyên tử bao giờ cũng có hiện tượng hụt khối lượng, sự hụt khối lượng này
giải phóng một năng lượng rất lớn E = mc
2
.
a) -Xác định được Z = 17  X là Cl (clo).
- Từ dữ liệu đầu bài xác định được Y là Al.
b) Từ dữ liệu đầu bài với KLPT của M là 264.
 công thức phân tử M là: Cl Cl Cl
Al Al
Cl Cl Cl
A
16
: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
: số oxy hoá -2 B
29

2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
1
: số oxy hoá
+1
1s
2
2s
2
2p
6
3s
1
3p
3
3d
2
: số oxy hoá +6
26. Có những trường hợp nào về số lượng electron trong 1 obitan nguyên tử ? dùng Ô lượng tử
hãy
trình bày cụ thể từng trường hợp đó.
27. Những cặp chất nào cho dưới đây có sự phân bố electron vào các phân lớp giống nhau?

cho mỗi biến đổi trong dãy sau :

238
92
U

? +
234
90
Th


234
91
Pa + ?




–
+ ?


4
2
He + ?

(1) (2) (3) (4)

2) Thực nghiệm cho biết một mẫu đá ura nynit có tỉ lệ khối lượng

điện) của X là Nx , Y là Ny . Với XY
3
, ta có các phương trình:
Tổng số ba loại hạt: 2 Zx + 6 Zy + Nx + 3 Ny = 196 (1)
2 Zx + 6 Zy  Nx  3 Ny = 60 (2)
6 Zy  2 Zx = 76 (3)
Cộng (1) với (2) và nhân (3) với 2, ta có:
4 Zx + 12 Zy = 256 (a)
12 Zy  4Zx = 152 (b)
Zy = 17 ; Zx = 13
Vậy X là nhôm, Y là clo. XY
3
là AlCl
3
.
b) Cấu hình electron: Al : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
1

; Cl : 1s
2
2s
2

+ 6 HCl = 2 AlCl
3
+ 3 H
2
O
Al(OH)
3
+ 3 HCl = AlCl
3
+ 3 H
2
O
Al
2
S
3
+ 6 HCl = 2 AlCl
3
+ 3 H
2
S
NaAlO
2
+ 4 HCl = AlCl
3
+ NaCl + 2 H
2
O
Al
2

1
(O) < I
1
(N)
- I
1
(Si) = 786 ; I
1
(P) = 1012 ; I
1
(S) = 1000 và I
1
(Cl) = 1251
33. Nguyên tử của nguyên tố Hoá học X có tổng các hạt proton, electron, nơtron bằng 180; trong
đó tổng các hạt mang điện gấp 1,432 lần số nơtron.
1/Hãy viết cấu hình electron của nguyên tử X (có giải thích rõ cơ sở để viết).
2/Nêu dự đoán tính chất Hoá học của X ở dạng đơn chất (có nêu rõ cơ sở để dự đoán và
viết phương trình phản ứng chứng minh).
3/ Khi cho dạng đơn chất của X tác dụng với AgNO
3
trong dd (dung môi không phải là
H
2
O) ở điều kiện thường chỉ tạo ra được 2 hợp chất trong đó một chất là AgX.
Hãy viết phương trình phản ứng. Đó là phản ứng trao đổi hay oxi hoá khử? Tại sao?
34. 2.Ba nguyên tố X, Y, Z trong cùng một chu kỳ có tổng số hiệu nguyên tử là 39. Số hiệu của
nguyên tử Y bằng trung bình cộng số hiệu của nguyên tử X và Z. Nguyên tử của 3 nguyên tố này
hầu như không phản ứng với H
2
O ở điều kiện thường.

 Z
X
= 12 ~ Mg: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2

2 Z
Z
= 14 ~ Si: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
2

a/ Cả 3 nguyên tố đều thuộc chu kì 3. Mg ở nhóm II A, Al ở nhóm III A còn Si ở nhóm IV A.
b/ Thứ tự độ âm điện Mg < Al < Si
Thứ tự bán kính nguyên tử Mg > Al > Si (cùng chu kỳ)
c/ Thứ tự tính bazơ Mg(OH)
2
> Al(OH)


Al
2
O
3
ddNaOH MgO ddHCl SiO
2
không tan
SiO
2
SiO
2
MgCl
2
NaOH Mg(OH)
2
t
o
MgO
không tan
35. Hãy xếp các công thức sau đây theo thứ tự tăng dần số oxi hoá của N: N
2
, NO, NH
3
, N
2
O,
NH
2
OH, HNO

3

Nguyên nhân: N có z = 7 nên có cấu hình electron 1s
2
2s
2
2p
5
. Theo qui tắc bát tử để đạt tới số
electron vỏ hoá trị boã hoà tương tự ở nguyên tử khí trơ gần N, có thể xảy ra:
N thu thêm electron (hay đợi electron dùng chung lệch về N) nên N có số oxi hoá âm từ -1 đến -
3.
Hoặc N nhường (hay thay đổi electron dùng chung lệch về phía nguyên tử của nguyên tố có độ
âm điện lớn hơn N) nên N có số oxi hoá dương, từ +1 đến +5.
N có số oxi hoá bằng 0 khi ở dạng đơn chất N
2
.
36. Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân sau đây (có định luật bảo toàn nào được
dùng khi hoàn thành phương trình trên ?)
a.
92
U
238

90
Th
230
+
b.
92

2
7p
6
 lớp vỏ có cấu trúc của một khí:trơ.
38. Cho biết một số giá trị năng lượng ion hoá thứ nhất (I
1
, eV) : 5,14 ; 7,64 ; 21,58 của Ne, Na,
Mg và một số giá trị năng lượng ion hoá thứ hai (I
2
, eV) : 41,07 ; 47,29 của Na và Ne.
Hãy gán mỗi giá trị I
1
, I
2
cho mỗi nguyên tố và giải thích. Hỏi I
2
của Mg như thế nào so với
các giá trị trên? Vì sao?
 * Ne (2s
2
, 2p
6
) cấu hình bền vững. Na (2s
2
, 2p
6
, 3s
1
) có e 3s dễ tách ra khỏi nguyên tử để có
cấu hình bền vững  I

2
lớn hơn I
2
của Ne.
Vậy, I
2
(Na) = 47,29 ; I
2
(Ne) = 41,07 .
* Mg+ có cấu hình Ne3s
1
, trong đó e 3s dễ tách ra khỏi nguyên tử để có cấu hình bền vững của
Ne nên I
2
của Mg nhỏ hơn I
2
của Na  I
2
(Mg) < 47,29.
39. Hãy so sánh giá trị năng lượng ion hoá thứ nhất (I
1
)và năng lượng ion hoá thứ hai (I
2
) của
nguyên tử Ca và nguyên tử K. Giải thích.

14C là một đồng vị phóng xạ ~ của cacbon có chu kì bán hủy t'/2 = 5700 năm. NÓ tồn tại
trong tự nhiên do được tạo thành liên tục trong khí quyển từ các phản ứng hạt nhân giữa
nguyên tử ni tơ và các nơ tron có từ tia vũ trụ. Ta giả sử rắng tốc độ tạo thành không thay
đổi trong hàng ngàn năm và bằng tốc độ phân rã, từ đó hàm lượng 14C trong khí quyển đạt

d) Tổng 'lượng cacbon trong cơ thể người nặng 7 5 kg bằng 75 kg x 0, 1 85 = 1 3,9 kg. ĐỘ
phóng xạ toàn phần (R) là R 0,277 Bq/g x 13,9 x 103 g - 3850 Bq.
Lượng 14C hiện diện ình được từ độ phóng xạ toàn phần như sau:
R = - dn = ~N
. N A = A ln 2 = 3850 s 1 5700 năm 60x60x24x365.25 s 1,0 x 1015 nguyên tử = 1 ,66 nmol