Để tính khối lượng riêng của nguyên tử, ta cần tính khối lượng của nguyên tử và sau đó chia cho thể tích của nó.
1. Tính khối lượng của nguyên tử:
- Số proton (p) trong nguyên tử là 3.
- Số neutron (n) trong nguyên tử là 4.
- Số electron (e) trong nguyên tử cũng là 3.
Khối lượng của proton và neutron gần như bằng nhau và xấp xỉ 1 đơn vị khối lượng nguyên tử (AMU). Vậy khối lượng của proton và neutron là 3 AMU.
Khối lượng của electron rất nhỏ so với proton và neutron, xấp xỉ 1/1836 AMU.
Vậy khối lượng của nguyên tử là:
3p x 3 AMU + 4n x 3 AMU + 3e x (1/1836) AMU = 9 AMU + 12 AMU + 3/1836 AMU
2. Tính thể tích của nguyên tử:
Đường kính của nguyên tử là 10 mũ -8 cm, vậy bán kính của nguyên tử là 5 mũ -8 cm.
Thể tích của nguyên tử có thể tính bằng công thức:
V = (4/3)πr^3
Với π là số Pi xấp xỉ 3.14.
Thay giá trị bán kính vào công thức ta có:
V = (4/3) x 3.14 x (5 x 10^-8)^3 cm^3
3. Tính khối lượng riêng của nguyên tử:
Khối lượng riêng (ρ) được tính bằng công thức:
ρ = khối lượng (m) / thể tích (V)
Thay giá trị khối lượng và thể tích vào công thức ta có:
ρ = (9 AMU + 12 AMU + 3/1836 AMU) / [(4/3) x 3.14 x (5 x 10^-8)^3 cm^3]
Lưu ý: Đơn vị AMU không phải là đơn vị gam, nên ta cần chuyển đổi AMU sang gam trước khi tính toán.
Với 1 AMU = 1.66 x 10^-24 g, ta có:
ρ = [(9 x 1.66 x 10^-24 g) + (12 x 1.66 x 10^-24 g) + (3/1836 x 1.66 x 10^-24 g)] / [(4/3) x 3.14 x (5 x 10^-8)^3 cm^3]
Tính toán giá trị trên máy tính ta sẽ có kết quả cuối cùng là khối lượng riêng của nguyên tử (ρ) trong đơn vị gam/cm^3.