MỤC TIÊU
- Phát biểu được khái niệm về nguyên tố hoá học và kí hiệu nguyên tố hoá học.
- Viết được kí hiệu hoá học và đọc được tên của 20 nguyên tố đầu tiên.
TÓM TẮT KIẾN THỨC
💡 Mở đầu
Một viên kim cương hay một mẩu than chì đều được tạo nên từ hàng tỉ nguyên tử giống nhau. Kim cương và than chì được tạo từ một nguyên tố hoá học là carbon. Nguyên tố hoá học là gì?
Nguyên tố hoá học là tập hợp những nguyên tử cùng loại, có cùng số proton trong hạt nhân.
1. NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC
1.1. Trình bày khái niệm về nguyên tố hoá học
- Tất cả các vật thể xung quanh chúng ta đều được tạo thành từ rất nhiều nguyên tử. Do đó, thay vì nói tập hợp những nguyên tử cùng loại có trong vật thể, các nhà khoa học dùng thuật ngữ nguyên tố hoá học.
- Khi các nguyên tử có cùng số hạt proton trong hạt nhân, chúng có tính chất hoá học giống nhau, người ta nói các nguyên tử đó thuộc cùng một nguyên tố hoá học. Ví dụ, mô hình 3 nguyên tử hydrogen dưới đây đều thuộc cùng nguyên tố hoá học.
- Như vậy, số proton (p) đặc trưng cho một nguyên tố hoá học.
👨👩👧👦 Thảo luận
1. Quan sát Hình 3.1, em hãy cho biết sự khác nhau về cấu tạo giữa 3 nguyên tử hydrogen?
- Giống nhau: đều có 1 proton trong hạt và 1 electron ở lớp vỏ.
- Khác nhau:
+ Nguyên tử thứ 1 không có neutron.
+ Nguyên tử thứ 2 có 1 neutron.
+ Nguyên tử thứ 3 có 2 neutron.
👨👩👧👦 Thảo luận
2. Vì sao 3 nguyên tử trong Hình 3.1 lại thuộc cùng một nguyên tố hoá học?
- Khi các nguyên tử có cùng số hạt proton trong hạt nhân người ta nói các nguyên tử đó thuộc cùng một nguyên tố hoá học.
- 3 nguyên tử trong Hình 3.1 đều có 1 proton trong hạt nhân nên thuộc cùng một nguyên tố hoá học.
✍️ Ghi nhớ
• Tập hợp những nguyên tử cùng loại, có cùng số proton trong hạt nhân được gọi là nguyên tố hoá học.
• Các nguyên tử của cùng một nguyên tố hoá học đều có tính chất hoá học giống nhau.
1.2. Tìm hiểu số lượng nguyên tố hoá học hiện nay
Hiện nay, đã có 118 nguyên tố hoá học được xác định. Trong đó có 98 nguyên tố được tìm thấy trong tự nhiên, các nguyên tố còn lại là sản phẩm được con người tạo ra từ các phản ứng hạt nhân.
👨👩👧👦 Thảo luận
3. Quan sát Hình 3.2, cho biết
a) nguyên tố nào chiếm hàm lượng cao nhất trong vỏ Trái Đất?
b) nguyên tố nào chiếm tỉ lệ phần trăm lớn nhất trong cơ thể người?
a) Nguyên tố oxygen chiếm hàm lượng cao nhất trong vỏ Trái Đất (chiếm 49,4%).
b) Nguyên tố oxygen chiếm tỉ lệ phần trăm lớn nhất trong cơ thể người (chiếm 65%).
📖 Mở rộng
Nguyên tố phổ biến nhất trong lớp vỏ Trái Đất là oxygen. Ngược lại, nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ là hydrogen, thứ hai là helium.• Nguyên tố calcium chiếm khoảng 2% khối lượng của cơ thể người, đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình đông máu, trong hoạt động của hệ cơ và hệ thần kinh nói chung. Ngoài ra, nguyên tố này còn có vai trò quan trọng trong cấu tạo của hệ xương.
• Nguyên tố phosphorus chiếm khoảng 1% khối lượng của cơ thể người. Nguyên tố này có các chức năng sinh lí như: cùng với calcium cấu tạo nên xương, răng; hoá hợp với protein, lipid và glucid để tham gia cấu tạo nên tế bào và đặc biệt là màng tế bào.
• Iodine là một nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự phát triển thể chất, tinh thần và giúp điều hoà chuyển hoá năng lượng, ngăn ngừa bệnh bướu cổ ở người. Vì vậy, cần bổ sung lượng iodine cần thiết cho cơ thể bằng cách sử dụng muối iodine, các thực phẩm giàu iodine như rong biển, cá biển, ...
📝 Củng cố
a) Những nguyên tố nào cần thiết giúp cơ thể phát triển?
b) Nguyên tố nào giúp ngăn ngừa bệnh bướu cổ ở người?
a) Những nguyên tố cần thiết giúp cơ thể phát triển là: calcium; phosphorus; iodine…
- Nguyên tố calcium chiếm khoảng 2% khối lượng của cơ thể người, đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình đông máu, trong hoạt động của hệ cơ và hệ thần kinh nói chung. Ngoài ra, nguyên tố này còn có vai trò quan trọng trong cấu tạo của hệ xương.
- Nguyên tố phosphorus chiếm khoảng 1% khối lượng của cơ thể người. Nguyên tố này có các chức năng sinh lí như: cùng với calcium cấu tạo nên xương, răng, hoá hợp với protein, lipid và glucid để tham gia cấu tạo nên tế bào và đặc biệt là màng tế bào.
- Iodine là nguyên tố giúp ngăn ngừa bệnh bướu cổ ở người, là nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự phát triển thể chất, tinh thần và giúp điều hòa chuyển hoá năng lượng. Vì vậy cần bổ sung lượng iodine cần thiết cho cơ thể bằng cách sử dụng muối iodine, các thực phẩm giàu iodine như rong biển, cá biển,…
b) Iodine là nguyên tố giúp ngăn ngừa bệnh bướu cổ ở người, là nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự phát triển thể chất, tinh thần và giúp điều hòa chuyển hoá năng lượng.
✍️ Ghi nhớ
Các nguyên tố hoá học có vai trò rất quan trọng đối với sự sống và phát triển của con người.
2. KÍ HIỆU HOÁ HỌC
Viết các kí hiệu hoá học của nguyên tố
- Có một thời, các nhà hoá học sử dụng nhiều kí hiệu khác nhau để biểu diễn cho nguyên tử của các nguyên tố hoá học. Tuy nhiên, những kí hiệu này lại rất rắc rối và không thống nhất giữa các nhà khoa học.
- Do đó, để thuận tiện cho việc học tập và nghiên cứu, IUPAC (*) đã thống nhất tên gọi và kí hiệu hoá học của các nguyên tố. Mỗi nguyên tố hoá học được biểu diễn bởi một kí hiệu mà chúng ta có thể coi như một cách viết tắt để biểu thị tên của nguyên tố đó.
IUPAC (*): Viết tắt từ tiếng Anh International Union of Pure and Applied Chemistry (Liên minh Quốc tế về Hoá học cơ bản và ứng dụng).
Mỗi nguyên tố được biểu diễn bằng một hay hai chữ cái, trong đó chữ cái đầu viết ở dạng in hoa, gọi là kí hiệu hoá học của nguyên tố. Mỗi kí hiệu hoá học của nguyên tố còn chỉ một nguyên tử của nguyên tố đó.
Bảng 3.1. Kí hiệu hoá học và khối lượng nguyên tử (**) của một số nguyên tố
|
Tên nguyên tố |
Kí hiệu |
Khối lượng nguyên tố (amu) |
Tên nguyên tố |
Kí hiệu |
Khối lượng nguyên tố (amu) |
|
Hydrogen |
H |
1 |
Sodium |
Na |
23 |
|
Helium |
He |
4 |
Magnesium |
Mg |
24 |
|
Lithium |
Li |
7 |
Aluminium |
Al |
27 |
|
Beryllium |
Be |
9 |
Silicon |
Si |
28 |
|
Boro |
B |
11 |
Phosphorus |
P |
31 |
|
Carbon |
C |
12 |
Sulfur |
S |
32 |
|
Nitrogen |
N |
14 |
Chlorine |
Cl |
35,5 |
|
Oxygen |
O |
16 |
Argon |
Ar |
40 |
|
Fluorine |
F |
19 |
Potassium |
K |
39 |
|
Neon |
Ne |
20 |
Calcium |
Ca |
40 |
(**) Khối lượng nguyên tử được làm tròn.
👨👩👧👦 Thảo luận
4. Vì sao cần phải xây dựng hệ thống kí hiệu nguyên tố hoá học? Các kí hiệu hoá học của các nguyên tố được biểu diễn như thế nào?
- Phải xây dựng hệ thống kí hiệu nguyên tố hoá học vì: Có một thời, các nhà hoá học sử dụng nhiều kí hiệu khác nhau để biểu diễn cho nguyên tử của các nguyên tố hoá học. Tuy nhiên, những kí hiệu này lại rất rắc rối và không thống nhất giữa các nhà hoá học.
- Các kí hiệu hoá học của các nguyên tố được biểu diễn như sau:
+ Để thuận tiện cho việc học tập và nghiên cứu, IUPAC đã thống nhất tên gọi và kí hiệu hoá học của các nguyên tố. Mỗi nguyên tố hoá học được biểu diễn bởi một kí hiệu mà chúng ta có thể coi như một cách viết tắt để biểu thị tên của nguyên tố đó.
+ Mỗi nguyên tố được biểu diễn bằng một hay hai chữ cái, trong đó chữ cái đầu viết ở dạng in hoa, gọi là kí hiệu hoá học của nguyên tố.
+ Mỗi kí hiệu hoá học của nguyên tố còn chỉ một nguyên tử của nguyên tố đó.
👨👩👧👦 Thảo luận
5. Hãy cho biết, nếu quy ước tất cả kí hiệu hoá học bằng một chữ cái đầu tiên trong tên gọi các nguyên tố hoá học thì gặp khó khăn gì?
- Nếu quy ước tất cả kí hiệu hoá học bằng một chữ cái đầu tiên trong tên gọi các nguyên tố hoá học thì dẫn đến bị trùng lặp kí hiệu đối với các nguyên tố có chữ cái đầu giống nhau.
- Ví dụ:
+ Nguyên tố Calcium và Carbon đều có chữ cái đầu tiên là C nên Calcium sẽ kí hiệu là Ca và Carbon sẽ kí hiệu là C.
+ Nguyên tố Nitrogen và Neon đều có chữ cái đầu tiên là N nên Nitrogen sẽ kí hiệu là N và Neon sẽ kí hiệu là Ne.
+ Nguyên tố Hydrogen và Helium đều có chữ cái đầu tiên là H ở đầu nên Hydrogen sẽ kí hiệu là H và Helium sẽ kí hiệu là He.
♻️ Vận dụng
Qua tìm hiểu trong thực tế, hãy cho biết để cây sinh trưởng và phát triển tốt, ta cần cung cấp nguyên tố dinh dưỡng nào cho cây. Dựa vào Bảng 3.1, hãy viết kí hiệu hoá học các nguyên tố đó.
Để cây sinh trưởng và phát triển tốt ta cần cung cấp cho cây các nguyên tố dinh dưỡng được chia thành hai nhóm:
- Nhóm chất dinh dưỡng thiết yếu
+ Chất dinh dưỡng thiết là chất mà cây trồng nhất thiết phải được cung cấp đầy đủ khi trồng cây, trong giai đoạn nuôi cây và nếu thiếu các dưỡng chất thiết yếu cây trồng sẽ không hoàn thành được chu kỳ sống, hoặc bị ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây.
- Chất dinh dưỡng thiết yếu bao gồm 16 nguyên tố: carbon (C), hydrogen (H), oxygen (O), nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), sulfur (S), iron (Fe), zinc (Zn), copper (Cu), manganese (Mn), boron (B), molybdenum (Mo), chorine (Cl).
- Nhóm chất dinh dưỡng có lợi
+ Chất dinh dưỡng có lợi là chất mà nếu không có nó cây vẫn có thể sinh trưởng phát triển một cách bình thường, nhưng nếu được bổ sung thêm sẽ làm cây sinh trưởng phát triển thuận lợi hơn, tốt hơn và đem lại giá trị cao hơn cho từng nhóm nông sản. Thông thường, những chất này cây cần với lượng rất ít và có thể gọi là nhóm siêu vi lượng.
+ Chất siêu vi lượng gồm: cobalt (Co), sodium (Na), aluminium (Al), nickel (Ni), vanadium (V) và các nguyên tố đất hiếm (lanthanum, cerium, praseodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, thulium...).
✍️ Ghi nhớ
• Kí hiệu hoá học được sử dụng để biểu diễn một nguyên tố hoá học và chỉ một nguyên tử của nguyên tố đó.
• Kí hiệu hoá học được biểu diễn bằng một hay hai chữ cái (chữ cái đầu tiên viết in hoa và nếu có chữ cái thứ hai thì viết thường).
📖 Mở rộng
Một số kí hiệu hoá học có nguồn gốc từ tên gọi của các nguyên tố theo tiếng Latin.
BÀI TẬP
✍️ Bài tập
1. Bổ sung các thông tin để hoàn thành bảng sau:
|
Tên nguyên tố |
Kí hiệu hoá học |
Tên nguyên tố |
Kí hiệu hoá học |
|
Hydrogen |
H |
Fluorine |
F |
|
Carbon |
C |
Phosphorus |
P |
|
Aluminium |
Al |
Argon |
Ar |
✍️ Bài tập
2. Kí hiệu hoá học nào sau đây viết sai? Nếu sai, hãy sửa lại cho đúng: H, Li, NA, O, Ne, AL, CA, K, N.
- Kí hiệu hoá học được biểu diễn bằng một hay hai chữ cái (chữ cái đầu tiên viết in hoa và nếu có chữ cái thứ hai thì viết thường).
- Các nguyên tố viết sai và sửa lại:
+ NA sửa thành Na.
+ AL sửa thành Al.
+ CA sửa thành Ca.
✍️ Bài tập
3. Cho các nguyên tử được kí hiệu bởi các chữ cái và số proton trong mỗi nguyên tử như sau:
Các nguyên tử thuộc cùng một nguyên tố hoá học là
Nguyên tử
X
Y
Z
R
E
Q
Số proton
5
8
17
6
9
17
A. X, Y.
B. Z, Q.
C. R, E.
D. Y, E.
- Các nguyên tử thuộc cùng một nguyên tố hoá học khi các nguyên tử có cùng số proton trong hạt nhân.
- Quan sát bảng, ta thấy có nguyên tử Z và Q đều có cùng số proton là 17.
⟹ Nguyên tử Z và Q thuộc cùng 1 nguyên tố hoá học.
✍️ Bài tập
4. Kí hiệu hoá học của nguyên tố chlorine là
A. CL.
B. cl.
C. cL.
D. Cl.
Đối với nguyên tố kí hiệu bằng 2 chữ cái thì chữ cái đầu viết in hoa, chữ cái thứ 2 viết thường.
⟹ Nguyên tố chlorine có kí hiệu hoá học là Cl.
✍️ Bài tập
5. Tìm hiểu từ internet hay tài liệu (sách, báo), em hãy viết một đoạn thông tin về:
a) Vai trò của iron đối với cơ thể người.
b) Nguyên tố hoá học cần thiết cho sự phát triển chiều cao của cơ thể người.
a) Iron (sắt) là một khoáng chất đảm nhận rất nhiều nhiệm vụ khác nhau như tổng hợp hemoglobin hay nói cách khác là tạo máu, làm cho máu có màu đỏ. Thiếu sắt gây nên tình trạng cơ thể mệt mỏi, thiếu sức sống, thường xuyên ốm yếu uể oải, thậm chí nếu lượng hồng cầu quá ít trong khi lượng bạch cầu nhiều hơn sẽ dẫn tới bệnh bạch cấu ác tính cực kì nguy hiểm.
- Bên cạnh đó, sắt còn có vai trò vận chuyển oxygen trong máu đến các cơ quan, tế bào trong cơ thể giúp não bộ hoạt động tốt và phát triển cơ bắp. Khi cơ thể không có đủ lượng sắt cần thiết tham gia vào quá trình hình thành cơ bắp sẽ khiến cho con người không đủ sức hoạt động. Việc thiếu hụt sắt có thể tác động không nhỏ đến hoạt động ghi nhớ của hệ thần kinh và gây ảnh hưởng rất lớn đến hệ thống miễn dịch khiến cơ thể dễ bị nhiễm lạnh, cảm cúm, …
- Ngoài ra sắt còn đóng vai trò cải thiện hệ miễn dịch, góp phần điều chỉnh nhiệt độ của cơ thể, duy trì năng lượng cho cơ thể hoạt động hiệu quả. Vì thế chúng ta cần bổ sung đủ lượng sắt để cơ thể phát triển khỏe mạnh.
- Một số loại thực phẩm giàu sắt như: rau cải bó xôi, các loại hạt họ đậu (đậu nành, đậu lăng, đậu Hà Lan,…), thịt bò, thịt lợn, thịt dê, bí ngô, cá, socola đen, …. Ngoài ra có thể bổ sung sắt qua các loại nước điện giải và thực phẩm chức năng.
b) Nguyên tố hoá học cần thiết cho sự phát triển chiều cao của cơ thể người đó là calcium.
- Calcium là thành phần quan trọng trong cấu trúc xương và răng, giúp xương phát triển vững chắc và đặc biệt giúp trẻ phát triển chiều cao. Calcium là nền tảng cho việc điều trị và phòng chống loãng xương.
- Ngoài ra calcium cũng đóng vao trò quan trọng không kém trong hoạt động dẫn truyền tín hiệu thần kinh, co bóp cơ, cùng quá trình tiết những hormone và enzyme quan trọng bên trong cơ thể. Vì thế, việc thiếu hụt calcium có thể dẫn đến nhiều chứng bệnh khác nhau.
- Nguồn calcium chủ yếu là các sản phẩm bơ sữa. Thực phẩm nguồn gốc thực vật chứa nhiều calcium như đậu hũ, cải xoăn, rau bina (spinach), củ cải trắng, và trong nhiều loại rau xanh.
