Nguyên tử là gì? Nguyên tử được cấu tạo bởi những hạt nào?

Lịch sử nghiên cứu về nguyên tử trong hóa học

Thực tế, khái niệm về nguyên tử đã được đề cập cách hiện tại hàng nghìn năm. Lịch sử nghiên cứu về nguyên tử chia thành nhiều giai đoạn, bao gồm: Thời cổ Hy Lạp, thế kỷ 18, lý thuyết nguyên tử vào thế kỷ thứ 19 và thời của Giáo sư vật lý Henri Becquerel và vợ chồng Marie Curie.

Thuyết nguyên tử có nguồn gốc từ tiếng Hy lạp cổ đạo có tên là Atomos (bất khả phân). Theo đó, vật chất bao gồm các hạt rời rạc. Lý thuyết nguyên tử là một trong nhiều cách giải thích về vật chất và không gian dựa trên các dữ liệu thực nghiệm.

Một số cột mốc đáng chú ý của lý thuyết khoa học về nguyên tử:

• 1805: John Dalton là Nhà Hóa học, Vật lý học và nhà Khí tượng học nổi tiếng người Anh. Ông cũng là một trong những người tiên phong trong thuyết nguyên tử hiện đại đã sử dụng khái niệm về nguyên tử để giải thích lý do các nguyên tố luôn phản ứng theo những số tự nhiên nhỏ cũng như có những loại khí có thể hòa tan trong nước tốt hơn những khí khác.

“Mỗi nguyên tố hóa học chứa những nguyên tử cùng loại, duy nhất và những nguyên tử này kết hợp với nhau tạo thành những hợp chất hóa học”. (Wikipedia.org)

Trong thuyết nguyên tử này, không có thông tin về kích thước cụ thể của nguyên tử mà chỉ được xác nhận qua cảm quan là “rất nhỏ”.

• 1827: Robert Brown - Nhà thực vật học nổi tiếng người Scotland đã sử dụng kính hiển để quan sát các hạt bụi trôi nổi trên mặt nước. Lúc này, ông nhận ra rằng chúng di chuyển theo hình zic - zắc.

• 1865: Johann Josef Loschmidt - một nhà khoa học người Áo có bước tiến đột phá khi nghiên cứu về nguyên tử. Cụ thể, ông đã tìm ra kích cỡ của phân tử trong không khí.

• 1905: Albert Einstein - Nhà vật lý học vĩ đại người Đức đã phân tích thành công khối lượng và kích thước nguyên tử cũng như xác nhận thuyết nguyên tử của nhà Hóa học, Vật lý học John Dalton.

Khái niệm Nguyên tử là gì?

Thực tế có đến hàng chục triệu chất khác nhau nhưng chỉ có khoảng hơn 100 loại nguyên tử. Nguyên tử được hình dung giống như một quả cầu rất bé nhỏ, đường kính chỉ khoảng 0.00000001 cm.

Sách giáo khoa Hóa học 8 (Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam) định nghĩa về nguyên tử như sau:

“Nguyên tử là hạt vô cùng nhỏ và trung hòa về điện. Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện tích dương và vỏ tạo bởi một hay nhiều electron mang điện tích âm”.

Electron ký hiệu là e có điện tích âm nhỏ nhất và được quy ước ghi bằng dấu âm (-).

Nguyên tử được cấu tạo bởi các hạt nào?

Dựa vào định nghĩa nguyên tử là gì ở trên ta có thể nhận thấy rõ ràng rằng, nguyên tử được cấu tạo bởi 2 loại, bao gồm hạt nhân mang điện tích dương và vỏ tạo bởi một hay nhiều electron mang điện tích âm.

Một số khái niệm khác liên quan đến nguyên tử

Để hiểu rõ bản chất nguyên tử là gì, chúng ta cũng nên tìm hiểu một số khái niệm liên quan đến nguyên tử, bao gồm hạt nhân nguyên tử, lớp electron trong nguyên tử hay định nghĩa về nguyên tử khối.

Hạt nhân nguyên tử

Hạt nhân nguyên tử được tạo bởi proton và nơtron, nằm ở trung tâm của nguyên tử. Proton ký hiệu là p và có điện tích như electron nhưng khác dấu (ghi bằng dấu dương +). Nơtron không mang điện, ký hiệu là n. Các nguyên tử cùng loại đều có số proton trong hạt nhân.

Trong một nguyên tử có bao nhiêu proton thì cũng có bấy nhiêu electron. Kết luận số p = số e. Thực tế, proton và nơtron có cùng khối lượng còn electron có khối lượng rất nhỏ, chỉ bằng khoảng 0.0005 lần proton. Vì vậy, các nhà khoa học coi khối lượng hạt nhân chính là khối lượng của nguyên tử.

Lớp e trong nguyên tử

Trong nguyên tử thì electron luôn chuyển động rất nhanh quanh hạt nhân và sắp xếp thành từng lớp với số electron nhất định. Và nhờ electron mà nguyên tử có khả năng liên kết với nhau.

Số nguyên tử

Trên bảng tuần hoàn hóa học, mỗi phân tử đều có số nguyên tử riêng của nó. Dựa vào số nguyên tử, chúng ta có thể phân biệt một phần tử này với các phần tử khác.

Số nguyên tử là gì? Số nguyên tử chính là số lượng proton được tìm thấy trong hạt nhân nguyên tử của nguyên tố hóa học đó. Trong trường hợp nguyên tử đó không có điện tích thì số lượng nguyên tử bằng số electron.

Nguyên tử khối

“Nguyên tử khối là khối là khối lượng của một nguyên tử tính bằng đơn vị cacbon. Mỗi nguyên tố có nguyên tử khối riêng biệt” (Sách giáo khoa Hóa học 8, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam).

Chính bởi nguyên tử có khối lượng rất nhỏ, không tiện sử dụng nên các nhà khoa học đã quy ước lấy 1/12 khối lượng của nguyên tử cacbon làm đơn vị khối lượng cho nguyên tử (viết tắt đvC).

Xem thêm: Nguyên tử khối là gì? Tìm hiểu chi tiết từ A-Z

Phân biệt nguyên tử và phân tử

Trong quá trình tìm hiểu về nguyên tử, không ít các bạn nhầm lẫn nguyên tử và phân tử. Vậy phân biệt 2 khái niệm này như thế nào?

Bài tập củng cố kiến thức bài học về nguyên tử

Sau khi nắm vững lý thuyết, bạn đừng quên làm các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập hay sách bổ trợ để ghi nhớ kiến thức chắc hơn nhé. Dưới đây là một vài bài tập Monkey tổng hợp từ sách giáo khoa Hóa học 8 (NXB Giáo dục Việt Nam) cùng gợi ý đáp án để bạn tham khảo.

Bài 1: Ôn tập khái niệm nguyên tử

“(1) là hạt vô cùng nhỏ, trung hòa về điện: từ (2) tạo ra mọi chất. Nguyên tử gồm (3) mang điện tích dương và vỏ tạo bởi (4)”.

Gợi ý đáp án:

(1): Nguyên tử

(2): nguyên tử

(3) hạt nhân

(4) một hay nhiều electron mang điện tích âm

Bài 2: Bài tập ôn tập SGK Hóa học 8 trang 25

Kim loại đồng, sắt được tạo nên từ nguyên tố nào? Nêu sự sắp xếp nguyên tử trong đơn chất kim loại.

Gợi ý đáp án:

Kim loại đồng được tạo nên từ nguyên tố Cu; kim loại sắt được tạo nên từ nguyên tố Fe;

Sự sắp xếp nguyên tử trong đơn chất kim loại: Chúng được sắp xếp khít nhau và theo một trật tự xác định.

Nguyên tử là bài học quan trọng trong chương trình Hóa học THCS. Vì vậy, các bạn đừng quên ôn tập kiến thức thật kỹ cũng như làm bài tập đầy đủ để nắm vững kiến thức về bài học này nhé. Monkey chúc các bạn học tập thật tốt!