Chào các em học sinh lớp 12 thân mến,

Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài toán vật lý cơ bản nhưng rất quan trọng, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về mối liên hệ giữa khối lượng, số mol và số nguyên tử. Đây là kiến thức nền tảng trong cả Vật lý và Hóa học.

Đề bài: Cho biết khối lượng mol của C là 12g/mol và hằng số Avogadro \(N_A = 6,02.10^{23}\) nguyên tử/mol. Khối lượng của một nguyên tử C bằng.

Phân tích và tóm tắt dữ kiện:

• Khối lượng mol của nguyên tử Cacbon (C), ký hiệu là \(M_C\): \(M_C = 12 \text{ g/mol}\).
• Hằng số Avogadro, ký hiệu là \(N_A\): \(N_A = 6,02.10^{23} \text{ nguyên tử/mol}\).
• Yêu cầu: Tính khối lượng của một nguyên tử C. Chúng ta sẽ ký hiệu là \(m_C\).

Cơ sở lý thuyết và công thức áp dụng:

Chúng ta biết rằng, khối lượng mol (\(M\)) của một chất là khối lượng của một mol chất đó. Một mol chất bất kỳ luôn chứa một lượng hạt (nguyên tử, phân tử, ion) đúng bằng hằng số Avogadro (\(N_A\)).

Nói cách khác, 1 mol nguyên tử Cacbon có khối lượng là 12 g và chứa \(6,02.10^{23}\) nguyên tử Cacbon.

Do đó, nếu \(M\) là khối lượng của \(N_A\) nguyên tử, thì khối lượng của một nguyên tử (\(m\)) sẽ được tính bằng cách chia tổng khối lượng cho tổng số nguyên tử:

Công thức tổng quát:

\(m = \frac{M}{N_A}\)

Trong đó:

• \(m\) là khối lượng của một nguyên tử (đơn vị: gam/nguyên tử).
• \(M\) là khối lượng mol của nguyên tử đó (đơn vị: gam/mol).
• \(N_A\) là hằng số Avogadro (đơn vị: nguyên tử/mol).

Thực hiện tính toán:

Áp dụng công thức trên cho nguyên tử Cacbon (C), ta có:

\(m_C = \frac{M_C}{N_A}\)

Thay các giá trị đã cho vào công thức:

\(m_C = \frac{12 \text{ g/mol}}{6,02.10^{23} \text{ nguyên tử/mol}}\)

Để thực hiện phép chia này, chúng ta chia phần số và phần mũ riêng biệt:

\(m_C = \frac{12}{6,02} \times \frac{1}{10^{23}} \text{ g}\)

\(m_C \approx 1,993355 \times 10^{-23} \text{ g}\)

Thông thường, chúng ta có thể làm tròn đến một vài chữ số có nghĩa quan trọng.

\(m_C \approx 1,993 \times 10^{-23} \text{ g}\)

Kết luận:

Vậy, khối lượng của một nguyên tử Cacbon (C) là khoảng \(1,993 \times 10^{-23} \text{ gam}\).

Hy vọng phần giải thích chi tiết này giúp các em nắm vững cách tính toán và hiểu rõ hơn về các đại lượng cơ bản trong Vật lý và Hóa học. Chúc các em học tốt!