Bài 2: Nguyên tố hóa học

1. Kiến thức trọng tâm

Nguyên tố hóa học là tập hợp những nguyên tử có cùng số proton trong hạt nhân, tức là cùng số hiệu nguyên tử $Z$. Các nguyên tử của cùng một nguyên tố có tính chất hóa học giống nhau, dù số neutron của chúng có thể khác nhau. Hiện nay, người ta đã biết hơn 110 nguyên tố, trong đó khoảng 90 nguyên tố tồn tại tự nhiên.

Các nguyên tử của cùng một nguyên tố nhưng khác nhau về số neutron, do đó khác nhau về số khối, được gọi là các đồng vị của nguyên tố đó. Ví dụ, clo có hai đồng vị bền là $^{35}{17}Cl$và$^{37}{17}Cl$; hidro có ba đồng vị là$^{1}{1}H$,$^{2}{1}H$và$^{3}_{1}H$. Các đồng vị có số electron bằng nhau nên tính chất hóa học giống nhau.

Trong tự nhiên, mỗi nguyên tố thường là hỗn hợp các đồng vị với tỉ lệ phần trăm nhất định. Nguyên tử khối của nguyên tố là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị: $\bar{A} = \frac{a_1 \cdot A_1 + a_2 \cdot A_2 + \dots + a_n \cdot A_n}{100}$, trong đó $a_i$ là phần trăm số nguyên tử của đồng vị thứ $i$ và $A_i$ là số khối của đồng vị đó. Nguyên tử khối trung bình thường là số thập phân, ví dụ clo khoảng $35,5$.

Mỗi nguyên tố có một kí hiệu riêng, thường lấy từ chữ cái đầu tiên của tên Latinh, ví dụ $H$ cho hidro, $O$ cho oxi, $Na$ cho natri.

2. Ví dụ minh họa

Trong tự nhiên, clo có hai đồng vị bền: $^{35}Cl$ chiếm $75,77$ và $^{37}Cl$ chiếm $24,23$ số nguyên tử. Tính nguyên tử khối trung bình của clo.

Lời giải: $\bar{A}_{Cl} = \frac{75,77 \cdot 35 + 24,23 \cdot 37}{100} = \frac{2651,95 + 896,51}{100} = 35,48$.

Vậy nguyên tử khối trung bình của clo xấp xỉ $35,5$, đúng với giá trị ghi trong bảng tuần hoàn.

3. Ghi nhớ

• Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng số hiệu nguyên tử $Z$.
• Đồng vị là các nguyên tử cùng $Z$ nhưng khác số neutron, khác số khối $A$.
• Nguyên tử khối trung bình tính theo tỉ lệ phần trăm các đồng vị.
• Mỗi nguyên tố có một kí hiệu hóa học riêng, dùng chung trên toàn thế giới.