Bài 5: Lớp, phân lớp và cấu hình electron

Điền thông tin thích hợp để hoàn thành bài tập sau:

Hợp chất A có công thức M₄X₃. Tổng số hạt proton, neutron và electron 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. Biết rằng số hạt proton, neutron trong nguyên tử thoả mãn điều kiện bền sau: \(1\le\dfrac{N}{Z}\le1,5\), với N là số neutron, Z là số proton. 

1. Công thức hoá học của A là .

2. Số electron độc thân của nguyên tử M là .

3. Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử X là .

Gọi tổng số hạt trong nguyên tử M và X lần lượt là a và b.​

Theo đầu bài ta có:

Tổng số hạt proton, neutron và electron trong phân tử A là 214 → 4a + 3b = 214 (1)

Tổng số hạt proton, neutron, electron của [M]₄ nhiều hơn so với [X]₃ trong A là 106 → 4a - 3b = 106 (2)

Từ (1) và (2) → a = 40, b = 18.

Xét nguyên tử M: 2Z_M + N_M = 40 và \(1\le\dfrac{N_M}{Z_M}\le1,5\)

\(1\le\dfrac{40-2Z_M}{Z_M}\le1,5\) → 11,4 ≤ Z_M ≤ 13,3

Vì Z_M nguyên nên có hai giá trị Z_M = 12 (Mg) hoặc Z_M = 13 (Al) thoả mãn.

Trong hợp chất A, M có hoá trị III, nên M là Al.

Xét nguyên tử X: 2Z_X + N_X = 18 và \(1\le\dfrac{N_X}{Z_X}\le1,5\).

Tương tự, ta có 5,14 ≤ Z_X ≤ 6

Z_X nguyên nên Z_X = 6, X là C.

Al (M) có cấu hình electron là 1s²2s²2p⁶3s²3p¹, Al có 1 electron độc thân.

C (X) có cấu hình electron là 1s²2s²2p², C có 4 electron lớp ngoài cùng.