Cấu tạo hạt nhân và độ hụt khối ( Phần 2)

I,Các kiến thức cần ghi nhớ ghi giải bài toán đại hạt nhân và độ hụt khối

-Cấu tạo hạt nhân \[{}_{Z}^{A}X\]

Trong đó X là tên hạt nhân, Z là số hiệu nguyên tử ( hay số proton), A là số khối ( hay tổng só nuclon trong hạt nhân).

,N là số notron

-Đồng vị: là các nguyên tố có cùng số proton nhưng khác nhau về số notron dẫn đến số khối A khác nhau

Ví dụ: \[{}_{6}^{12}C,{}_{6}^{13}C,{}_{6}^{14}C\]

-Độ hụt khối

Độ hụt khối của hạt nhân được xác định bởi

Trong đó:

+, \[{{m}_{p}}\]là khối lượng của một proton \[{{m}_{p}}=1,0073u\]

+,\[{{m}_{n}}\]là khối lượng của một notron \[{{m}_{n}}=1,0087u\]

+, m là khối lượng hạt nhân

+,\[\vartriangle m\] là độ hụt khối

+, Đơn vị: \[u,kg,MeV/{{c}^{2}}\]. Đổi đơn vị : \[1u=1,{{66055.10}^{-27}}kg=931,5MeV/{{c}^{2}}\]

II,Các ví dụ minh họa

Ví dụ 1 : Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và sốnuclôn của hạt nhân X lớn hơn số nuclôn của hạt nhân Y thì

A. hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X.

B.hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y.

C. năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau.

D. năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y.

Hướng dẫn

Ta có: \[\left\{ \begin{align}

& {{\varepsilon }_{X}}=\frac{\vartriangle {{E}_{X}}}{{{A}_{X}}} \\

& {{\varepsilon }_{Y}}=\frac{\vartriangle {{E}_{Y}}}{{{A}_{Y}}} \\

\end{align} \right.\Leftrightarrow {{\varepsilon }_{Y}}>{{\varepsilon }_{X}}\Rightarrow \]Hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X.

Chọn đáp án A

Ví dụ 2 : Tìm phát biểu sai về độ hụt khối ?

A. Độ chênh lệch giữa khối lượng m của hạt nhân và tổng khối lượng \[{{m}_{o}}\] của các nuclôn cấu tạo nên hạt nhân gọi là độ hụt khối.

B. Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏhơn tổng khối lượng của các nuclôn cấu tạo thành hạt nhân đó.

C. Độ hụt khối của một hạt nhân luôn khác không.

D. Khối lượng của một hạt nhân luôn lớn hơn tổng khối lượng của các nuclôn cấu tạo thành hạt nhân đó.

Hướng dẫn

Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏhơn tổng khối lượng của các hạt nuclôn tạo thành hạt nhân đó \[m<{{m}_{o}}\]

Chọn đáp án D

Ví dụ 3 : Trong vật lý hạt nhân, bất đẳng thức nào là đúngkhi so sánh khối lượng prôtôn (\[{{m}_{p}}\]), nơtron (\[{{m}_{n}}\]) và đơn vị khối lượng nguyên tử u ?

A. \[{{m}_{p}}>u>{{m}_{n}}\]

C. \[{{m}_{n}}>{{m}_{p}}>u\] D. \[{{m}_{n}}={{m}_{p}}>u\]

Hướng dẫn

Ta có:

Chọn đáp án C

Ví dụ 4 : Cho hạt nhân \[{}_{3}^{6}Li(Liti)\]\[{{m}_{Li}}=\text{6,0082u}.\]Tính độ hụt khối của hạt nhân biết \[{{m}_{p}}=1,0073u,\]\[{{m}_{n}}=1,0087u\]

A.\[\vartriangle m=0,398u\] B. \[\vartriangle m=0,0398u\] C. \[\vartriangle m=-0,0398u\] D. \[\vartriangle m=-0,398u\]

Hướng dẫn

Độ hụt khối của hạt nhân Li là : \[\vartriangle m=3{{m}_{p}}+3{{m}_{n}}-{{m}_{Li}}=0,0398u\]

Chọn đáp án B

Ví dụ 5 : Hạt nhân Triti \[{}_{1}^{3}H\] có

A.3 nơtrôn và 1 prôtôn. B.3 nuclôn, trong đó có 1 nơtrôn

C.3 nuclôn, trong đó có 1 prôtôn. D.3 prôtôn và 1 nơtrôn.

Hướng dẫn

Hạt nhân Triti, kí hiệu là \[{}_{1}^{3}H\] có 3 nuclôn, 1 prôtôn ⇒ có 3 – 1 = 2 nơtrôn.

Chọn đáp án C

Ví dụ 6 : Cho hạt nhân \[{}_{13}^{27}Al\]( Nhôm) có \[{{m}_{Al}}=\text{26,9972u}\text{.}\] Tính độ hụt khối của hạt nhân biết \[{{m}_{p}}=1,0073u,\]\[{{m}_{n}}=1,0087u\]

A. \[\vartriangle m=0,1295u\] B. \[\vartriangle m=0,0295u\] C. \[\vartriangle m=0,2195u\] D. \[\vartriangle m=0,0925u\]

Hướng dẫn

\[13p+14n\to {}_{13}^{27}Al\]. Độ hụt khối \[\vartriangle m=Z.{{m}_{p}}+N.{{m}_{n}}-{{m}_{Al}}=0,2195u\]

Chọn đáp án C

Ví dụ 7 : Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hạt nhân nguyên tử?

A.Hạt nhân có nguyên tử số Z thì chứa Z prôtôn

B.Số nuclôn bằng số khối A của hạt nhân.

C.Số nơtron N bằng hiệu số khối A và số prôtôn Z.

D.Hạt nhân trung hòa về điện.

Hướng dẫn

Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ A nuclon bao gồm Z hạt prôtôn và N hạt nơtron (A = Z + N).

Prôtôn mang điện tích dương, Nơtrôn không mang điện nên hạt nhân mang điện tích dương.

Chọn đáp án D

Ví dụ 8 : Độ lớn điện tích nguyên tố là \[\left| e \right|=1,{{6.10}^{-19}}C,\] điện tích của hạt nhân \[{}_{5}^{10}B\]là

A. 5e. B.10e. C.–10e. D.–5e.

Hướng dẫn

Hạt nhân \[{}_{5}^{10}B\]có 5p và 5n. Mỗi p có điện tích bằng e, mỗi n có điện tích bằng 0 nên \[{}_{5}^{10}B\]có điện tích là 5e

Chọn đáp án A

Ví dụ 9 : Số nguyên tửcó trong 1 (g) Heli \[({{m}_{He}}=4,003u)\]là

\[A.15,{{05.10}^{23}}\] \[B.35,{{96.10}^{23}}\] \[C.1,{{50.10}^{23}}\] \[D.1,{{80.10}^{23}}\]

Hướng dẫn

Ta có: \[{{N}_{He}}=\frac{{{m}_{He}}}{{{M}_{He}}}{{N}_{A}}=\frac{1}{4,003}.6,{{02.10}^{23}}=1,{{5.10}^{23}}\]

Chọn đáp án C

Ví dụ 10 : Hạt nhân pôlôni \[{}_{84}^{210}Po\] có điện tích là

A.210e. B.126e. C.84e. D.0e.

Hướng dẫn

Hạt nhân \[{}_{84}^{210}Po\]có 84p và (210 - 84) = 126n. Mỗi p có điện tích bằng e, mỗi n có điện tích bằng 0 nên \[{}_{84}^{210}Po\]có điện tích là 84e.

Chọn đáp án C

III, Bài tập tự luyện

Câu 1 : Phát biểu nào sau đây là đúng ?

A. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số khối A bằng nhau.

B. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số prôton bằng nhau, số nơtron khác nhau.

C. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số nơtron bằng nhau, số prôton khác nhau.

D. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có khối lượng bằng nhau.

Câu 2 : Trong hạt nhân nguyên tử \[{}_{6}^{14}C\]có

A.14 prôtôn và 6 nơtron. B.6 prôtôn và 14 nơtron.

C.6 prôtôn và 8 nơtron. D.8 prôtôn và 6 nơtron.

Câu 3 : Các đồng vị của Hidro là

A.Triti, đơtêri và hidro thường. B.Heli, tri ti và đơtêri.

C.Hidro thường, heli và liti. D.heli, triti và liti.

Câu 4 : Theo định nghĩa về đơn vị khối lượng nguyên tử thì 1u bằng

A.khối lượng của một nguyên tử hiđrô \[{}_{1}^{1}H\]

B.khối lượng của một hạt nhân nguyên tử cacbon \[{}_{6}^{12}C\]

C.1/12 khối lượng hạt nhân nguyên tửcủa đồng vị cacbon \[{}_{6}^{12}C\]

D. 1/12 khối lượng của đồng vị nguyên tử Oxi

Câu 5 : Phát biểu nào sau đây là sai. Lực hạt nhân

A.là loại lực mạnh nhất trong các loại lực đã biết hiện nay.

B.chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân.

C.là lực hút rất mạnh nên có cùng bản chất với lực hấp dẫn nhưng khác bản chất với lực tĩnh điện.

D.không phụthuộc vào điện tích.

Câu 6 : Số notron có trong 5,6 gam\[{}_{26}^{56}Fe\] là

A.\[\text{ 1,806}\text{.1}{{\text{0}}^{24}}\] B.\[\text{1,6856}{{.10}^{24}}\] C.\[\text{3,3712}{{.10}^{24}}\] D. \[\text{7,826}{{.10}^{24}}\]

Câu 7 : Biết số Avôgađrô là \[{{N}_{A}}=\text{6,02}\text{.1}{{\text{0}}^{23}}(mo{{l}^{-1}})\], khối lượng mol của urani \[_{92}^{238}U\]là 238g/mol. Số nơtrôn trong 119 gam urani U 238 là

A.\[8,{{8.10}^{25}}\] B.\[1,{{2.10}^{25}}\] C. \[4,{{4.10}^{25}}\] D. \[2,{{2.10}^{25}}\]

Câu 8: Hạt nhân \[{}_{27}^{60}Co\]có khối lượng là 59,919u. Biết khối lượng của prôton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là 1,0087u. Độ hụt khối của hạt nhân \[{}_{27}^{60}Co\] là

A. 0,5652u B. 0,536u C. 3,154u D. 3,637u

Câu 9 : Cho số Avogadro \[{{N}_{A}}=\text{6,02}\text{.1}{{\text{0}}^{23}}(mo{{l}^{-1}})\]. Số notron có trong 0,5 mol nguyên tử hạt nhân \[{}_{2}^{4}He\]là

A. \[\text{6,02}{{.10}^{23}}\] B.\[\text{3,01}{{.10}^{23}}\] C. \[\text{12,04}{{.10}^{23}}\] D. \[\text{1,505}{{.10}^{23}}\]

Câu 10 : Nitơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử là m = 14,0067u và gồm hai đồng vị chính là \[{{N}_{14}}\] có khối lượng nguyên tử \[{{m}_{14}}=\text{14,00307}u\]và \[{{N}_{15}}\]có khối lượng nguyên tử là \[{{m}_{15}}=\text{15,00011}u\]. Tỉ lệ hai đồng vị trong nito là.

A. 98,26% \[{{N}_{14}}\]và 1,74% \[{{N}_{15}}\]

B. 1,74% \[{{N}_{14}}\] và 98,26% \[{{N}_{15}}\]

C. 99,64% \[{{N}_{14}}\]và 0,36% \[{{N}_{15}}\]

D. 0,36% \[{{N}_{14}}\]và 99,64% \[{{N}_{15}}\]

Đáp án