Bài 1.15 trang 5 SBT Hóa 10 nâng cao: Hãy tính và so sánh thể tích của nguyên tử hiđro với thể tích hạt nhân nguyên tử hiđro....

Bài 1.15 trang 5 SBT Hóa học 10 Nâng cao

Cho rằng hạt nhân nguyên tử và chính nguyên tử H có dạng hình cầu. Hạt nhân nguyên tử hiđro có bán kính gần đúng bằng 10^-6nm, bán kính nguyên tử H bằng 0,053nm.

a) Hãy tính và so sánh thể tích của nguyên tử hiđro với thể tích hạt nhân nguyên tử hiđro.

b) Hãy tính và so sánh khối lượng riêng của hạt nhân và của nguyên tử hiđro.

Cho biết công thức tính thể tích hình cầu là ${{4\pi {r^3}} \over 3}$ trong đó r là bán kính hình cầu.

a) 1 nm = 10^-9 m.

+ Thể tích gần đúng của hạt nhân nguyên tử hiđro bằng:

$V = {{4\pi {r^3}} \over 3} = {4 \over 3} \times 3,14 \times {\left( {{{1.10}^{ - 15}}m} \right)^3}$ $= 4,{19.10^{ - 45}}\,{m^3}$

+ Thể tích gần đúng của nguyên tử hiđro là:

$V = {{4\pi {r^3}} \over 3}$$= {4 \over 3} \times 3,14 \times {\left( {0,{{53.10}^{ - 10}}m} \right)^3}$ $= 6,{23.10^{ - 31}}\,{m^3}$

Như vậy, thể tích của nguyên tử H lớn hơn rất nhiều so với thể tích của hạt nhân nguyên tử H. Nguyên tử H có cấu tạo rỗng.

b) Khối lượng  hạt nhân nguyên tử hiđro chính là khối lượng của proton bằng 1,672.10^-27.

Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử hiđro bằng:

$D = {{1,{{672.10}^{ - 27}}\,kg} \over {4,{{19.10}^{ - 45}}\,{m^3}}} = 3,{99.10^8}$ tấn/cm³

+ Khối lượng của nguyên tử hiđro (tính cả khối lượng của electron) bằng 1,673.10^-27 kg.

Khối lượng riêng của hiđro bằng:

${{1,{{673.10}^{ - 27}}\,kg} \over {0,{{63.10}^{ - 30}}\,{m^3}}} = 2,{66.10^3}kg/{m^3}$ $= 2,{66.10^3}\,g/d{m^3}= 2,66 g/cm^3$

Khối lượng riêng của proton lớn hơn rất nhiều lần so với khối lượng riêng của nguyên tử hiđro.