Thành phần của nguyên tử

I. Các loại hạt cấu tạo nên nguyên tử

Năm 1897, J. J. Thomson thực hiện thí nghiệm phóng điện qua không khí loãng đã phát hiện ra chùm tia phát ra từ cực âm và bị hút lệch về phía cực dương của điện trường, chứng tỏ chúng mang điện tích âm. Đó chính là chùm các hạt electron. Electron là một thành phần của nguyên tử.

 Thí nghiệm phát hiện hạt electron 

Năm 1911, E.Rutherford thực hiện thí nghiệm bắn phá lá vàng rất mỏng bằng chùm hạt α (alpha)

Thí nghiệm phát hiện hạt nhân nguyên tử

Kết quả thí nghiệm: hầu hết các hạt α đều xuyên thẳng qua lá vàng, chứng tỏ nguyên tử có cấu tạo rỗng, ở tâm chứa một hạt nhân mang điện tích dương và có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử.

Năm 1918, E.Rutherford và các cộng sự khi dùng hạt α bắn phá nitrogen đã phát hiện ra hạt proton.

Năm 1932, J. Chadwick, cộng sự của Rutherford, đã phát hiện ra hạt neutron khi bắn phá berylium bằng các hạt α.

Khối lượng, điện tích của các loại hạt cấu tạo nên nguyên tử

Hạt	Kí hiệu	Khối lượng (kg)	Khối lượng (amu)	Điện tích (C)	Điện tích tương đối
Proton	p	1,673.10-27	≈ 1	+1,602.10-19	+1
Neutron	n	1,675.10-27	≈ 1	0	0
Electron	e	9,109.10-31		-1,602.10-19	-1

Trong nguyên tử, số proton bằng số electron. Nguyên tử trung hòa về điện.

Khối lượng của electron rất nhỏ, không đáng kể so với khối lượng của proton hay neutron nên khối lượng của nguyên tử tập trung hầu hết ở hạt nhân.

II. Kích thước và khối lượng của nguyên tử

1. Kích thước

Kích thước của nguyên tử rất nhỏ nên thường được biểu diễn bằng đơn vị picomet (pm) hay Angstrom ().

1 pm = 10^-12 m; 1 = 10^-10m, 1nm = 10^-9m

Hạt nhân nguyên tử có kích thước vô cùng nhỏ so với nguyên tử.

2. Khối lượng

Khối lượng nguyên tử bằng tổng khối lượng các hạt proton, neutron và electron có trong nguyên tử.

Khối lượng của nguyên tử vô cùng nhỏ, có thể biểu thị khối lượng nguyên tử theo đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu amu.

Khối lượng tính ra kg của 1 nguyên tử carbon -12 là 19,926.10-27 kga 

1 amu được định nghĩa bằng khối lượng 1 nguyên tử carbon -12:

1 amu = 1,661.10^-27 kg

Thí dụ: Một nguyên tử oxygen có khối lượng là 2,656.10^-26 kg.

1 amu = 1,661.10^-27 kg nên khối lượng của một nguyên tử oxygen là:

III. Điện tích hạt nhân và số khối

Số proton trong hạt nhân nguyên tử bằng số đơn vị điện tích hạt nhân, kí hiệu là Z.

Thí dụ: Hạt nhân nguyên tử Na có 11 proton nên số đơn vị điện tích hạt nhân là Z = 11.

Tổng số proton và tổng số neutron (kí hiệu là N) trong hạt nhân của một nguyên tử được gọi là số khối (hay số nucleon), kí hiệu là A.

A = Z + N

Thí dụ: Hạt nhân nguyên tử Na có 11 proton và 12 neutron.

Số khối của hạt nhân nguyên tử Na là:

A = 11 + 12 = 23.

Tóm tắt lý thuyết