Câu hỏi: Cho mô hình cấu tạo của nguyên tử carbon và nguyên tử oxygen như sau: Carbon, Oxygen. Tính tổng số hạt proton, neutron và electron có trong một phân tử CO₂ tạo từ các nguyên tử carbon và oxygen ở trên.
Đáp án đúng là 66. Phân tử CO₂ gồm 1 nguyên tử carbon và 2 nguyên tử oxygen; mỗi nguyên tử carbon có 6 proton, 6 neutron, 6 electron, mỗi nguyên tử **oxygen** có 8 proton, 8 neutron, 8 electron, nên tổng số hạt là 22 + 22 + 22 = 66.
Vì sao đáp án là 66 hạt
Bài toán yêu cầu cộng dồn ba loại hạt của toàn bộ nguyên tử trong phân tử, nên phải làm đúng hai bước: đọc số hạt từ mô hình, rồi nhân theo số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong CO₂.
-
Đọc mô hình: nguyên tử carbon có 6 proton, 6 neutron và 6 electron; nguyên tử oxygen có 8 proton, 8 neutron và 8 electron. Với nguyên tử trung hòa về điện, số electron luôn bằng số proton, nên chỉ cần xác định số proton là suy ra số electron.
-
Xác định thành phần phân tử: CO₂ gồm 1 nguyên tử C và 2 nguyên tử O. Hệ số 2 nằm ở nguyên tố O, không áp dụng cho C.
-
Tính từng loại hạt trong phân tử:
- Tổng số proton: 6 + 8 × 2 = 22.
- Tổng số neutron: 6 + 8 × 2 = 22.
- Tổng số electron: 6 + 8 × 2 = 22.
-
Cộng ba kết quả: 22 + 22 + 22 = 66 hạt.
Kết quả 66 khớp với cách hiểu CO₂ có 3 nguyên tử, mỗi nguyên tử đóng góp đúng 3 loại hạt, và số hạt mỗi loại trong phân tử bằng tổng số hạt loại đó ở từng nguyên tử thành phần.
Các lỗi thường gặp khi tính
Đề không có phương án nhiễu, nhưng khi tự làm học sinh hay mắc ba lỗi sau, mỗi lỗi cho ra một con số khác 66.
-
Quên nhân đôi oxygen: lấy 6 + 8 = 14 cho mỗi loại hạt rồi cộng ba lần thành 42. Đây là lỗi phổ biến nhất, xuất phát từ việc đọc “CO₂” mà bỏ qua chỉ số 2.
-
Nhân đôi cả carbon: tính (6 + 8) × 2 = 28 cho mỗi loại hạt, ra 84. Sai vì phân tử chỉ có một nguyên tử C.
-
Chỉ tính proton và electron, bỏ neutron: ra 44. Neutron tuy không mang điện nhưng vẫn là hạt cấu tạo nên nguyên tử và đề yêu cầu tính cả ba loại.
Hệ thống kiến thức liên quan
Nguyên tử được cấu tạo từ hạt nhân (gồm proton mang điện tích dương và neutron không mang điện) và lớp vỏ electron mang điện tích âm. Trong nguyên tử trung hòa, số proton bằng số electron, đó là lý do chỉ cần đọc một con số trên mô hình là suy ra được hai.
Mô hình nguyên tử trong chương trình phổ thông thể hiện số proton qua số điện tích dương ở hạt nhân và số electron qua số chấm trên các lớp vỏ. Với carbon (Z = 6): 6 proton, 6 electron, 6 neutron. Với oxygen (Z = 8): 8 proton, 8 electron, 8 neutron. Đây là các nguyên tử nhẹ, có số neutron xấp xỉ số proton.
Phân tử là tập hợp các nguyên tử liên kết với nhau, nên số hạt trong phân tử bằng tổng số hạt của các nguyên tử thành phần, nhân với số lượng nguyên tử tương ứng. Phân biệt rõ đơn chất (chỉ một nguyên tố) với hợp chất (từ hai nguyên tố trở lên); CO₂ là hợp chất của carbon và oxygen.
Mẹo nhớ nhanh dạng bài này
Coi công thức phân tử như một “công thức tính”: số hạt mỗi loại = tổng (số hạt của nguyên tố × chỉ số của nguyên tố đó). Áp dụng cho CO₂: 6 × 1 + 8 × 2 = 22 cho mỗi loại hạt; ba loại hạt nên nhân ba, ra 66.
Vì ba loại hạt trong CO₂ có cùng tổng (22 mỗi loại), chỉ cần tính một lần rồi nhân 3 là đủ nhanh và ít sai. Khi gặp phân tử khác như H₂O hay CH₄, dùng đúng công thức trên: đếm chỉ số dưới của từng nguyên tố, nhân với số hạt của nguyên tử đó, cộng lại, rồi nhân với số loại hạt mà đề yêu cầu.
