Hạt Nhân Nguyên Tử và Thành Phần Cấu Tạo
Hạt nhân nguyên tử là trung tâm của mọi nguyên tử, nơi tập trung hầu hết khối lượng của nguyên tử. Mặc dù có kích thước vô cùng nhỏ bé (bán kính khoảng 10^-15 mét), mật độ vật chất trong hạt nhân lại cực kỳ lớn, có thể lên tới hàng trăm triệu tấn trên một centimet khối. Hạt nhân không phải là một khối đồng nhất mà được cấu tạo từ hai loại hạt cơ bản: Hạt Proton và hạt nơtron.
Hạt Proton: “Thứ Nhất” và Mang Điện Tích Dương
Trong tiếng Hy Lạp, “proton” có nghĩa là “thứ nhất,” phản ánh vai trò nền tảng của hạt này trong cấu tạo vật chất. Hạt proton mang điện tích dương (+1), là yếu tố quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố. Số lượng proton trong hạt nhân, được gọi là số hiệu nguyên tử (Z), xác định nguyên tố hóa học đó là gì. Khối lượng của proton rất nhỏ, xấp xỉ 1.67262158 × 10^-27 kg (tương đương 938.278 MeV/c²).
Vai Trò Của Hạt Proton Trong Định Nghĩa Nguyên Tố Hóa Học
Nguyên tố hóa học được định nghĩa bởi số lượng proton trong hạt nhân của nguyên tử. Tất cả các nguyên tử có cùng số proton đều thuộc cùng một nguyên tố. Ví dụ, mọi nguyên tử có 8 proton trong hạt nhân đều là nguyên tố oxy. Hiện nay, các nhà khoa học đã xác định được 94 nguyên tố hóa học tồn tại trong tự nhiên và tổng hợp thêm 24 nguyên tố nhân tạo, nâng tổng số lên 118 nguyên tố.
Số Hiệu Nguyên Tử (Z) và Ký Hiệu Nguyên Tử
Số hiệu nguyên tử (Z) đại diện cho số lượng proton trong hạt nhân của một nguyên tử, đồng thời cũng là số đơn vị điện tích dương của hạt nhân. Ký hiệu nguyên tử thường được biểu diễn dưới dạng AZX, trong đó X là ký hiệu của nguyên tố, A là số khối (tổng số proton và nơtron), và Z là số hiệu nguyên tử.
Ví dụ, nguyên tử Natri (Na) có số hiệu nguyên tử là 11 và số khối là 23. Điều này có nghĩa là hạt nhân của Natri có 11 proton và 12 nơtron.
Đồng Vị: Sự Khác Biệt Về Số Nơtron và Ảnh Hưởng Đến Số Khối
Các nguyên tử của cùng một nguyên tố có thể có số lượng nơtron khác nhau trong hạt nhân. Những nguyên tử này được gọi là đồng vị. Các đồng vị của một nguyên tố có cùng số proton (Z) nhưng khác nhau về số nơtron, dẫn đến sự khác biệt về số khối (A).
Nguyên Tử Khối và Nguyên Tử Khối Trung Bình
Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của một nguyên tử, cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử. Trong thực tế, nguyên tử khối thường được coi xấp xỉ bằng số khối (A), vì khối lượng của electron rất nhỏ so với khối lượng của proton và nơtron. Do sự tồn tại của các đồng vị, nguyên tử khối trung bình được sử dụng để biểu diễn khối lượng trung bình của một nguyên tử của một nguyên tố trong tự nhiên.
