Question

有X，Y，Z三種元素，它們的原子核內質子數均不超過18，它們能相互形成XZ和YZ型化合物，X²⁺和氖原子的核外電子排布相同；Y原子和X²⁺的電子層數相同，但比Z原子少2個電子，Y原子的最外層電子數是次外層的2倍．試求：
（1）X，Y，Z原子核內的質子數______．
（2）若X，Y，Z的原子核內的質子數與中子數均相等，則化合物XYZ₃，的相對分子質量是______．

Answer 1

解：（1）核外電子在分層排布時，應遵循各電子層最多容納電子數2n²（n為電子層數，且最外層電子數不超過8個，次外層電子數不超過18個）．由題意知：X²⁺和氖原子的核外電子排布相同，可推知x為鎂元素，其原子核內質子數為12；Y原子和X²⁺的電子層數相同，也就是和Mg²⁺的電子層數相同，可知Y原子的電子層數為2，又知Y原子的最外層電子數是次外層的2倍，可推知Y的核電荷數是6，Y是碳元素，其原子核內質子數為6；Y原子比Z原子少2個電子，推知Z為氧元素，其原子核內質子數為8；
（2）由（1）可知X、Y、Z原子核內質子數分別為：12、6、8，又X，Y，Z的原子核內的質子數與中子數均相等，則XYZ的相對原子質量分別為：24、12、16；
根據：相對分子質量=相對原子質量與相應原子個數的乘積和，化合物XYZ₃的相對分子質量=24+12+16×3=84．
故答案為：
（1）12、6、8；
（2）84．
分析：（1）核外電子在分層排布時，應遵循各電子層最多容納電子數2n²；由題意知：X²⁺和氖原子的核外電子排布相同，可推知x為鎂元素；Y原子和X²⁺的電子層數相同，也就是和Mg²⁺的電子層數相同，可知Y原子的電子層數為2，又知Y原子的最外層電子數是次外層的2倍，可推知Y的核電荷數是6，Y是碳元素；Y原子比Z原子少2個電子，推知Z為氧元素；（2）根據（1）推知的結果，結合X，Y，Z的原子核內的質子數與中子數均相等，可算出化合物XYZ₃的式量．
點評：此題是對核外電子排布的考查題，解題的關鍵是利用題干所提供的信息，結合課本上所學的知識解決，考查了學生對信息的實際應用能力．