KHTN 7: Nguyên tử, từ ba loại hạt đến liên kết hóa học, sáu chìa khóa (hệ thống khái niệm)

Chuyên đề khái niệm KHTN 7: số proton cho nguyên tử một cái tên, số electron lớp ngoài cùng cho nó một tính cách. Sáu chìa khóa (nguyên tử, nguyên tố hóa…

Cập nhật: 2026-10-15

Môn: Hóa học · Ôn thi tốt nghiệp THPT 2027

Máy tạo nguyên tử · tình huống 1/5 · Hạt

LUKATO AI · KHTN 7 · Chuyên đề khái niệm

Nguyên tử: từ ba loại hạt đến liên kết hóa học

Số proton cho nguyên tử một cái tên ; số electron lớp ngoài cùng cho nó một tính cách . Bài này cho bạn tự tay đếm hạt, xếp electron vào các lớp, định vị nguyên tố trong bảng tuần hoàn rồi nối các nguyên tử để đạt lớp vỏ bền như khí hiếm. Mọi hình do LUKATO AI tự dựng; các lớp electron chỉ là mô hình đơn giản hóa, số liệu lấy từ 20 nguyên tố đầu của bảng tuần hoàn.

Máy tạo nguyên tử

Chọn tình huống, rồi chạm vào hình hoặc dùng thanh trượt bên dưới.

Tình huống 1 · Ba loại hạt: đếm p, n, e

Vì sao? Mỗi proton mang điện tích +1, mỗi electron −1, neutron không mang điện; nên điện tích tổng là p-e và khối lượng nguyên tử \approx p+n (amu), vì electron nhẹ hơn proton khoảng 1840 lần. Số neutron bạn chọn ở đây chỉ để thử; trong tự nhiên mỗi nguyên tố chỉ có vài giá trị n bền.

Tình huống 2 · Nguyên tố: số proton là danh tính

Vì sao? Nguyên tố hóa học gồm các nguyên tử cùng số proton Z. Trong ô nguyên tố, số ở góc trái là Z, số ở góc phải là khối lượng nguyên tử (amu, làm tròn; Cl = 35,5). Đổi neutron hay electron không đổi tên; đổi proton mới đổi nguyên tố, điều không xảy ra trong phản ứng hóa học.

Tình huống 3 · Lớp vỏ: electron xếp 2 – 8 – 8 – 2

Vì sao? Electron xếp từ lớp trong ra lớp ngoài, lớp trong đầy mới sang lớp ngoài. Quy ước của bài (đúng cho 20 nguyên tố đầu): mỗi lớp chứa tối đa 2, 8, 8, 2 electron. Lớp ngoài cùng quyết định tính chất hóa học; lớp ngoài cùng đủ thì nguyên tử bền như khí hiếm.

Tình huống 4 · Vị trí: địa chỉ chu kì và nhóm

Vì sao? Số lớp electron cho chu kì , số electron lớp ngoài cùng cho nhóm A . Bảng thu gọn chỉ vẽ 20 nguyên tố đầu và các nhóm A. Viền liền: kim loại; viền đứt: phi kim (H, B và Si cũng xếp phi kim); viền kép: khí hiếm.

Tình huống 5 · Liên kết: nhường – nhận hoặc dùng chung

Vì sao? Nguyên tử liên kết để có lớp vỏ giống khí hiếm. Kim loại với phi kim thường nhường – nhận electron: \mathrm{Na}\rightarrow\mathrm{Na^{+}}+\mathrm{e^{-}}, \mathrm{Cl}+\mathrm{e^{-}}\rightarrow\mathrm{Cl^{-}}, ion trái dấu hút nhau. Phi kim với phi kim thường dùng chung các cặp electron. Ở sơ đồ dùng chung, hạt nhân và các lớp trong gộp thành một lõi; electron của O vẽ màu xanh, của H (hoặc O thứ hai) màu vàng.

Bắt đầu: ba loại hạt › Xem bản đồ bài học Nhảy tới bảng tuần hoàn Tổng kết

6 chìa khóa từ ba loại hạt đến liên kết

35 phòng lab kéo, đặt, đoán rồi kiểm chứng

Bài tự sinh ngẫu nhiên, tự chấm

Dữ liệu kiểm bằng máy đối chiếu độc lập với bảng tuần hoàn

Tiến độ của bạn

Bản đồ bài học

Một sợi chỉ, sáu chìa khóa

Từ ba con số (p, n, e) ta suy ra tất cả: nguyên tử là gì, thuộc nguyên tố nào, electron xếp thành các lớp ra sao, đứng ở đâu trong bảng tuần hoàn, và hai nguyên tử gặp nhau thì làm gì. Điểm đến chung là lớp vỏ bền như khí hiếm : nguyên tử các nguyên tố khác có xu hướng nhường, nhận hoặc dùng chung electron để đạt được nó. Sáu chìa khóa đi theo các nhịp ĐẾM – XẾP – ĐỊNH VỊ – NỐI , xen một chìa khóa về phân tử, đơn chất, hợp chất. Bấm một chủ đề để tới chìa khóa tương ứng.

Mỗi ô chỉ ghi tên một chủ đề, không ghi dữ kiện. Màu ô là màu của chìa khóa mà nó dẫn tới.

Cách học bài này

Bài chỉ dựng hệ thống khái niệm ; mỗi chìa khóa có năm phòng lab xen giữa lí thuyết, không có phần chữa bài.

Hãy dự đoán trước rồi mới kéo hay bấm; phòng lab chỉ tính hoàn thành khi bạn làm xong nhiệm vụ (xem lời giải thì không tính).
Quy ước của bài: trong 20 nguyên tố đầu, lớp 1 chứa tối đa 2 electron, lớp 2 và lớp 3 tối đa 8 (về sau lớp 3 chứa được nhiều hơn); He thuộc nhóm VIIIA; B và Si xếp là phi kim; khối lượng nguyên tử làm tròn như sách (Cl = 35,5).
Các lớp electron quay quanh hạt nhân chỉ là hình ảnh đơn giản ; thực tế electron chuyển động thành đám mây quanh hạt nhân.
Luôn tự kiểm: nguyên tử trung hòa thì p = e, tổng electron các lớp bằng số proton, chu kì bằng số lớp, mỗi nguyên tử trong liên kết đạt lớp vỏ khí hiếm.

① ĐẾM Đếm proton, neutron, electron: p quyết định tên nguyên tố, e quyết định điện tích.

② XẾP Xếp electron từ lớp trong ra lớp ngoài; electron lớp ngoài cùng cho nguyên tử tính cách.

③ ĐỊNH VỊ Số lớp cho chu kì, số electron lớp ngoài cùng cho nhóm A: địa chỉ trong bảng tuần hoàn.

④ NỐI Nhường – nhận hoặc dùng chung electron để mỗi nguyên tử có lớp vỏ giống khí hiếm.

TIẾN ĐỘ TOÀN BÀI 0%

Chủ đề của bài học khái niệm về nguyên tử và bảng tuần hoàn (KHTN 7)

Nguyên tử được làm từ gì: hạt nào cho nó khối lượng, hạt nào cho nó điện tích?

Mọi vật quanh ta đều xây từ nguyên tử, nhưng nguyên tử không phải là “viên gạch” nhỏ nhất: nó còn được ghép từ ba loại hạt . Hiểu mỗi loại hạt nằm ở đâu, mang điện gì và nặng bao nhiêu, bạn sẽ đọc được khối lượng và điện tích của bất kì nguyên tử nào chỉ bằng cách đếm hạt .

Ý tưởng cốt lõi

Điện tích do proton (+) và electron (−) quyết định; khối lượng gần như chỉ do proton và neutron quyết định (electron nhẹ hơn proton khoảng 1840 lần). Neutron không mang điện nhưng vẫn nặng. Nguyên tử trung hòa khi số proton bằng số electron.

1 · ĐẾM Đếm hạt: proton, neutron, electron (bài này)

2 · XẾP Xếp electron vào các lớp

3 · ĐỊNH VỊ Tìm chỗ trong bảng tuần hoàn

4 · NỐI Nối nguyên tử để đạt vỏ bền như khí hiếm

Mô hình hạt nhân và lớp vỏ

Ở tâm nguyên tử là hạt nhân , gồm proton và neutron . Xung quanh hạt nhân, các electron chuyển động và tạo thành lớp vỏ , xếp thành các lớp electron .

Hình minh họa nguyên tử carbon (6 proton, 6 neutron, 6 electron). Hạt nhân thực tế nhỏ hơn rất nhiều so với hình vẽ; xem tỉ lệ ở phần kích thước bên dưới.

Bảng ba loại hạt

Hạt · Vị trí · Điện tích · Khối lượng (amu)

proton · hạt nhân · +1 · \approx 1

neutron · hạt nhân · 0 · \approx 1

electron · lớp vỏ · -1 · \approx 0{,}00055, bằng khoảng \dfrac{1}{1840} proton

Đơn vị khối lượng nguyên tử amu bằng một phần mười hai khối lượng một nguyên tử carbon-12: 1\ \mathrm{amu}\approx 1{,}66\times10^{-27}\ \mathrm{kg}. Điện tích tính theo đơn vị điện tích nguyên tố: proton +1, electron -1.

Vì sao nguyên tử trung hòa về điện?

Tổng điện tích của nguyên tử là điện tích proton cộng điện tích electron . Neutron không mang điện nên không góp gì:

Q=(+1)\cdot p+(-1)\cdot e+0\cdot n=p-e

Nguyên tử bình thường có số proton bằng số electron (p=e), nên Q=0: điện tích dương của hạt nhân bị điện tích âm của lớp vỏ triệt tiêu. Vì vậy ta nói nguyên tử trung hòa về điện . Nói trung hòa là nói p=e, không có nghĩa là p=n.

Khi số proton khác số electron

Nếu nguyên tử mất hoặc nhận electron thì p\neq e và hạt thu được mang điện, gọi là ion . Số proton không đổi (hạt nhân không thay đổi).

Mất electron: e\lt p, điện tích Q\gt 0: cation (ion dương) . Ví dụ \mathrm{Na} (11 proton, 11 electron) mất 1 electron thành \mathrm{Na^{+}} (11 proton, 10 electron).
Nhận electron: e\gt p, điện tích Q\lt 0: anion (ion âm) .

Hãy thử trong xưởng ở trên: thêm một proton mà không thêm electron thì điện tích tổng đổi thế nào?

Khối lượng nằm ở đâu?

Proton và neutron đều nặng khoảng 1 amu, còn electron chỉ khoảng 0{,}00055 amu. Để cân bằng khối lượng của một proton , cần đến khoảng 1840 electron . Vì thế khối lượng của một nguyên tử gần như nằm hết ở hạt nhân.

Mỗi chấm xanh là một electron. 46 × 40 chấm xấp xỉ 1840 electron mới nặng bằng một proton.

Khối lượng nguyên tử M\ (\mathrm{amu})\approx p+n

Chỉ cần cộng số proton và số neutron; electron có mặt nhưng đóng góp dưới 0,1 % nên bỏ qua. Ví dụ nguyên tử carbon có 6 proton và 6 neutron: 6+6=12 amu.

Hạt nhân nhỏ đến mức nào?

Nguyên tử có đường kính cỡ 10^{-10} m, hạt nhân cỡ 10^{-15} đến 10^{-14} m, tức là nhỏ hơn nguyên tử khoảng 10^{4} đến 10^{5} lần. Hình ảnh gần đúng: nếu nguyên tử lớn bằng một sân vận động thì hạt nhân chỉ bằng một hạt cát ở giữa sân. Dù vậy hạt cát ấy chứa gần hết khối lượng. Phần còn lại của nguyên tử gần như là khoảng không, nơi các electron chuyển động.

Đây là hình ảnh so sánh, không vẽ đúng tỉ lệ; hạt nhân ở bên phải được phóng to để thấy các hạt bên trong.

Đếm hạt: tổng số hạt và số hạt mang điện

Với nguyên tử trung hòa có p proton, e=p electron và n neutron, ta có hai đại lượng hay dùng:

Tổng số hạt S=p+e+n=2p+n

Hạt mang điện p+e=2p

Hạt không mang điện n

Ví dụ nguyên tử có 11 proton, 11 electron, 12 neutron: tổng số hạt S=2\cdot11+12=34, hạt mang điện 22. Hiệu 2p-n=22-12=10, nên S+(2p-n)=4p=44.

Khi đề cho hai số liệu (ví dụ tổng số hạt và hiệu giữa hạt mang điện với hạt không mang điện), bạn có hai phương trình cho hai ẩn p và n. Cộng hai vế để khử n: S+D=4p, nên p=\dfrac{S+D}{4} và n=S-2p.

Bước KIỂM: ba phép thử nhanh

Sau khi tìm được số hạt, hãy kiểm lại trước khi chốt đáp án:

Hạt mang điện phải chẵn với nguyên tử trung hòa, vì bằng 2p. Nếu bạn ra số lẻ thì có chỗ sai.
Khối lượng \approx p+n : cộng lại số proton và neutron vừa tìm, so với khối lượng đề cho (hoặc kết quả), phải khớp.
Điện tích Q=p-e : nguyên tử trung hòa thì Q=0. Với bài tìm p, thay p và n vào 2p+n rồi vào 2p-n (hoặc 2p) để thấy cả hai số liệu đã cho đều đúng.

Cách nhớ

P roton = p ositive (dương); neut ron = neut ral (trung hòa); electron mang điện âm (negative). Hạt nhân = proton + neutron: nặng, nằm giữa . Lớp vỏ = electron: nhẹ, chạy quanh . Muốn biết khối lượng thì đếm p và n ; muốn biết điện tích thì đếm p và e .

Bẫy khái niệm

“Nguyên tử là hạt nhỏ nhất, không chia được.” Sai: nó gồm proton, neutron, electron. Nguyên tử là hạt nhỏ nhất còn giữ được tính chất của nguyên tố, nhưng không phải là hạt không chia được.
“Trung hòa nghĩa là số proton bằng số neutron.” Sai: neutron không mang điện nên không tham gia. Trung hòa là p=e.
“Hạt nhân nhỏ nên nhẹ.” Sai: nhỏ (kích thước) và nhẹ (khối lượng) là hai chuyện khác nhau. Hạt nhân rất nhỏ nhưng chứa gần hết khối lượng.
“Tổng số hạt bằng khối lượng nguyên tử.” Sai: tổng số hạt 2p+n đếm cả electron, còn khối lượng \approx p+n không tính electron.
“Neutron không mang điện nên chẳng ảnh hưởng gì.” Sai: neutron nặng gần bằng proton, nên nó góp khoảng một nửa khối lượng của nhiều nguyên tử.

Mở rộng cho học sinh giỏi

Số khối và khối lượng nguyên tử trung bình. Số khối A=p+n luôn là số nguyên. Khối lượng nguyên tử trong bảng tuần hoàn là giá trị trung bình theo tỉ lệ các đồng vị trong tự nhiên, nên có thể không nguyên (chlorine khoảng 35,5).
Đồng vị là các nguyên tử cùng số proton nhưng khác số neutron (carbon-12 có 6 neutron, carbon-13 có 7 neutron). Đổi số neutron không làm đổi nguyên tố.
Hụt khối. Khối lượng một hạt nhân hơi nhỏ hơn tổng khối lượng các proton và neutron tách rời; phần hụt ứng với năng lượng liên kết hạt nhân (E=mc^{2}). Vì vậy “\approx p+n” chỉ là xấp xỉ rất tốt chứ không chính xác tuyệt đối.
Electron không chạy như hành tinh. Mô hình các lớp tròn là sự đơn giản hóa. Theo cơ học lượng tử, electron được mô tả bằng “đám mây” xác suất (orbital) quanh hạt nhân.
Proton và neutron cũng có cấu tạo: mỗi hạt gồm ba quark (proton: hai quark lên, một quark xuống; neutron: một quark lên, hai quark xuống). Electron thì là hạt sơ cấp, chưa phát hiện cấu tạo bên trong.
Vì sao hạt nhân không bị đẩy tung? Các proton cùng dấu đẩy nhau bằng lực tĩnh điện, nhưng lực hạt nhân (lực mạnh) hút các hạt trong hạt nhân với nhau ở khoảng cách rất gần và thắng lực đẩy ấy.

Chốt

Hạt · Điện tích · Khối lượng · Vị trí

p · +1 · \approx 1 amu · hạt nhân

n · 0 · \approx 1 amu · hạt nhân

e · -1 · \approx\dfrac{1}{1840} amu · lớp vỏ

Trung hòa p=e, Q=p-e=0

Khối lượng \approx p+n (amu)

Tổng số hạt S=2p+n

Hạt mang điện 2p (số chẵn)

Số proton còn làm một việc nữa: nó cho nguyên tử một cái tên . Tiếp theo: Chìa khóa 2: Nguyên tố hóa học, số proton là danh tính .