Bài 5.11 trang 19, 20, 21 SBT Hóa 10 - Chân trời sáng tạo: Một hợp chất có công thức XY2, trong đó X chiếm 50% về khối lượng...

Một hợp chất có công thức XY₂, trong đó X chiếm 50% về khối lượng. Trong hạt nhân của X và Y đều có số proton bằng số neutron. Tổng số proton trong phân tử XY₂ là 32. Hợp chất này được sử dụng như chất trung gian để sản xuất sulfuric acid.

a) Viết cấu hình electron của X và Y.

b) Xác định vị trị của X và Y trong sáng tuần hoàn và công thức phân tử hợp chất XY₂.

Phương pháp giải :

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa các hạt proton (p), neutron (n) và electron (e) trong nguyên tử:

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

…

- Công thức tính phần trăm khối lượng của nguyên tố X trong hợp chất X_aY_b:

\(\% {A_X} = \frac{{a.{A_X}}}{{{M_{{X_a}{Y_b}}}}}.100\% = \frac{{a.{A_X}}}{{a.{A_X} + b.{A_Y}}}.100\% \)

- 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

Lời giải chi tiết:

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

- Gọi số hạt proton, electron và neutron trong nguyên tử Y lần lượt là p₂, e₂, n₂

- Trong hạt nhân của X và Y đều có số proton bằng số neutron

=> p₁ = n₁ và p₂ = n₂

- Mà p₁ = e₁ và p₂ = e₂ => p₁ = e₁ = n₁ và p₂ = e₂ = n₂ (1)

- Tổng số proton trong phân tử XY₂ là 32 => p₁ + 2p₂ = 32 (2)

- Có X chiếm 50% về khối lượng => \(\% {A_X} = \frac{{1.({p_1} + {n_1})}}{{1.({p_1} + {n_1}) + 2.({p_2} + {n_2})}}.100\% = 50\% \) (3)

- Thay (1) vào (3) ta có \(\% {A_X} = \frac{{2.{p_1}}}{{2.{p_1} + 4.{p_2}}}.100\% = 50\% \) (3’)

=> Từ (2) và (3’) giải hệ 2 phương trình 2 ẩn ta có: p₁ = e₁ = n₁ = 16 và

p₂ = e₂ = n₂ = 8

- Nguyên tử X có 16 electron

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

=> Cấu hình electron của nguyên tử X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

- Nguyên tử Y có 8 electron

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁴

=> Cấu hình electron của nguyên tử Y: 1s²2s²2p⁴

b) - Từ cấu hình electron của X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

=> Nguyên tố X là Sulfur (S) thuộc chu kì 3, nhóm VIA, ô 16 trong bảng tuần hoàn

- Từ cấu hình electron của Y: 1s²2s²2p⁴

=> Nguyên tố Y là Oxygen (O) thuộc chu kì 2, nhóm VIA, ô 8 trong bảng tuần hoàn

=> Vậy công thức phân tử của hợp chất XY₂ là SO₂