Vận dụng 3.25 trang 7, 8, 9 SBT Hóa 10 - Kết nối tri thức: Hợp chất A có công thức M4X3. Tổng số hạt proton, electron và neutron trong phân tử A là 214. Tổng số hạt proton, neutron...

Hợp chất A có công thức M₄X₃. Tổng số hạt proton, electron và neutron trong phân tử A là 214. Tổng số hạt proton, neutron, electron của (M)₄ nhiều hơn so với (X)₃ trong A là 106.

a) Xác định công thức hoá học của A.

b) Viết cấu hình electron của các nguyên tử tạo nên A.

Phương pháp giải :

Dựa vào mối liên hệ giữa các hạt proton (p), neutron (n) và electron (e) trong nguyên tử:

- Tổng số hạt trong nguyên tử = p + n + e

- Trong nguyên tử trung hòa về điện có p = e

- Số hạt không mang điện = n

- Proton mang điện tích dương, electron mang điện tích âm

* Các bước viết cấu hình electron của nguyên tử

+ Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử

+ Bước 2: Các electron được phân bố theo thứ tự các AO có mức năng lượng tăng dần, theo các nguyên lý và quy tắc phân bố electron trong phân tử

+ Bước 3: Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron

- Điều kiện bền của nguyên tử: số p ≤ số n ≤ 1,5.số p (áp dụng với các nguyên tố có p < 82)

Lời giải chi tiết:

- Gọi số hạt proton, electron và neutron trong nguyên tử M lần lượt là p₁, e₁, n₁

- Có số hạt proton, electron và neutron trong X lần lượt là p₂, e₂, n₂

- Tổng số hạt cơ bản trong phân tử M₄X₃ = 4.(p₁ + e₁ + n_1­­­) + 3.(p₂ + e₂ + n₂)= 214 (1)

- Tổng số hạt proton, neutron, electron của (M)₄ nhiều hơn so với (X)₃ trong A là 106 => 4.(p₁ + e₁ + n_1­­­) - 3.(p₂ + e₂ + n₂)= 106 (2)

=> Từ (1), (2) giải hệ hai phương trình hai ẩn (p₁ + e₁ + n_1­­­) và (p₂ + e₂ + n₂) ta có (p₁ + e₁ + n_1­­­) = 40, (p₂ + e₂ + n₂) = 18

- Xét nguyên tử M:

+ Có 2p₁ + n_1­­­ = 40 (do p₁ = e₁)

+ Có số p ≤ số n ≤ 1,5.số p => p₁ ≤ 40 - 2p₁ ≤ 1,5p₁ => \(\frac{{40}}{{3,5}}\) ≤ p ≤ \(\frac{{40}}{3}\)

=> TH1: p₁ = 12 => n₁ = 16 (loại)

=> TH2: p₁ = 13 => n₁ = 14 (thỏa mãn) => M là Aluminium (Al)

- Xét nguyên tử X:

+ Có 2p₂ + n_2­­ = 18 (do p₂ = e₂)

+ Có số p ≤ số n ≤ 1,5.số p => p₂ ≤ 18 - 2p₂ ≤ 1,5p₂ => \(\frac{{18}}{{3,5}}\) ≤ p ≤ \(\frac{{18}}{3}\)

=> p₁ = 6 => n₁ = 6 => X là Carbon (C)

=> Vậy công thức hóa học của A là Al₄C₃

b) - Nguyên tử Al có Z = 13

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

=> Cấu hình electron của nguyên tử là: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

- Nguyên tử C có Z = 6

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p²

=> Cấu hình electron của nguyên tử là: 1s²2s²2p²