Các Hạt Cấu Tạo Nên Hạt Nhân Của Hầu Hết Nguyên Tử Là Gì?

Các hạt cấu tạo nên hạt nhân của hầu hết các nguyên tử là proton và neutron (thường được gọi chung là các nucleon). Proton mang điện tích dương (+1), còn neutron là hạt trung hòa không mang điện. Lực hạt nhân mạnh liên kết chặt chẽ hai loại hạt này lại với nhau để tạo thành phần tâm mang phần lớn khối lượng của nguyên tử.

Nội dung dưới đây làm rõ đặc tính chi tiết của từng hạt cấu thành, vai trò của chúng trong việc xác định nguyên tố hóa học và trường hợp ngoại lệ duy nhất trong bảng tuần hoàn.

Đặc điểm của proton và neutron trong hạt nhân nguyên tử

Hạt nhân nằm ở tâm nguyên tử, có kích thước rất nhỏ so với toàn bộ thể tích nguyên tử nhưng lại chiếm hơn 99,9% tổng khối lượng. Hai loại hạt cấu thành hạt nhân sở hữu những đặc tính vật lý và điện tích khác biệt:

• Proton (ký hiệu: p): Mang một đơn vị điện tích dương (+1, tương đương +1,602 × 10⁻¹⁹ C), khối lượng xấp xỉ 1,6726 × 10⁻²⁷ kg (khoảng 1 amu). Số lượng proton trong hạt nhân chính là số hiệu nguyên tử (Z), yếu tố quyết định danh tính của một nguyên tố hóa học.
• Neutron (ký hiệu: n): Không mang điện tích (điện tích bằng 0), khối lượng xấp xỉ 1,6749 × 10⁻²⁷ kg (khoảng 1 amu, nặng hơn proton một lượng rất nhỏ). Neutron giữ vai trò ổn định hạt nhân nhờ lực hạt nhân mạnh, ngăn lực đẩy tĩnh điện giữa các proton làm vỡ hạt nhân.

Vì khối lượng của mỗi electron ở lớp vỏ chỉ bằng khoảng 1/1836 khối lượng proton, khối lượng nguyên tử hầu như tập trung toàn bộ ở các hạt nucleon trong hạt nhân.

Trường hợp ngoại lệ: Hạt nhân không chứa neutron

Cụm từ “hầu hết các nguyên tử” được dùng trong định nghĩa vì có một ngoại lệ duy nhất: đồng vị protium (¹H) của nguyên tố hydro. Hạt nhân của nguyên tử protium chỉ gồm đúng 1 proton duy nhất và hoàn toàn không có neutron.

Tuy vậy, các đồng vị khác của hydro như deuterium (²H có 1 proton, 1 neutron) và tritium (³H có 1 proton, 2 neutron), cùng toàn bộ các nguyên tố hóa học còn lại từ heli (He) trở đi, đều tuân theo quy tắc hạt nhân cấu tạo từ cả proton và neutron.

Điểm dễ nhầm lẫn khi làm bài tập Hóa học

Khi giải quyết các câu hỏi trắc nghiệm hoặc bài tập cấu tạo nguyên tử, học sinh thường gặp phải một số lỗi sai cơ bản:

• Nhầm lẫn giữa “cấu tạo nguyên tử” và “cấu tạo hạt nhân”: Nguyên tử hoàn chỉnh cấu tạo từ 3 loại hạt: proton, neutron và electron. Tuy nhiên, hạt nhân nguyên tử chỉ chứa proton và neutron; electron nằm ở lớp vỏ ngoài.
• Quên trường hợp đồng vị: Số proton của một nguyên tố luôn cố định, nhưng số neutron có thể thay đổi. Các nguyên tử có cùng số proton nhưng khác số neutron được gọi là các đồng vị của nhau.
• Mối liên hệ số khối: Số khối A của hạt nhân được tính bằng tổng số proton (Z) và số neutron (N) theo công thức A = Z + N. Số khối luôn là một số nguyên, khác với nguyên tử khối trung bình ghi trên bảng tuần hoàn.