Question

（12分）最近出版的“重大發(fā)現(xiàn)記實(shí)”中，Cute教授發(fā)表了關(guān)于外星文明遺跡的研究結(jié)果。他認(rèn)為外星人與人類非常相似，他們可能在億萬(wàn)年前來(lái)過(guò)地球，留下了非常奇異的碑記。一些碑文已經(jīng)破譯被證明是外星人當(dāng)?shù)卮髮W(xué)的大學(xué)生所用的普通化學(xué)教科書的幾章。這些內(nèi)容的最初幾行就相當(dāng)今人，看上去象是那個(gè)奇妙的世界里的物質(zhì)定律，與我們的星球所遵循的規(guī)律不同。特別是原子結(jié)構(gòu)也用四個(gè)量子數(shù)來(lái)描述，只有一個(gè)重大的區(qū)別：

n＝1，2，3……

L＝0，1，2，3，…，(n－1)

M＝－2L，－(2L－1)，…，－1，0，＋1，…，＋(2L－1)，＋2L

M_S＝＋1/2，－1/2

Cute教授允諾要繼續(xù)發(fā)表相關(guān)研究，一旦他找到了財(cái)政支持，將繼續(xù)他的破譯工作并描述出X星球上的周期表和一些基礎(chǔ)化學(xué)內(nèi)容。然而以揭示的碑文內(nèi)容就足以預(yù)見(jiàn)一些重要事實(shí)。

1-1  試創(chuàng)造出X周期表的前兩個(gè)周期，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，用我們的化學(xué)符號(hào)來(lái)表示與我們?cè)�子有相同電子的X原子；

1-2  猜測(cè)在那里可用作洗滌和飲用的X－水可能是什么？寫出全部可能，并說(shuō)明理由。依據(jù)你所構(gòu)造的X周期表，寫出他的化學(xué)式。

1-3  寫出“甲烷（X的氫化物）在氧氣中燃燒”的反應(yīng)，這是給人類提供能量和熱源的主要過(guò)程；解釋你選擇X元素的原因？

Answer 1

1-1  n＝1，L＝0，M＝0

n＝2，L＝0，M＝0

n＝2，L＝1，M＝0,＋1,－1,＋2,－2

第一周期：H、He（2分）

第二周期：Li、Be、B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al、Si（2分）

1-2  氫在兩種情況下都一樣，但是哪一個(gè)X元素可以作氧的替代物？至少有三種元素與“我們的氧”具有相同的性質(zhì)：Mg（其核外層少2個(gè)電子），Ne（只有一個(gè)充滿p軌道），還有Na，因?yàn)樗�位于上述二者之間，其性質(zhì)一定與二者有相同之處。因此，有三個(gè)明顯的“侯選者”去作為“X―水”（3分）；H₂Mg、H₃Na、H₄Ne（1分）。目前，至少在Cute教授的進(jìn)一步研究之前，我們還不能確定哪一個(gè)是最好的選擇。

1-3  現(xiàn)在，我們必須去尋找與生命相關(guān)的元素X－碳，選擇是唯一的。因?yàn)槲覀冃枰��?dāng)外層所有電子均為未成對(duì)電子對(duì)而形成雜化態(tài)時(shí)具有最大成鍵可能的元素，只有O能滿足這樣的條件，它以sp⁵雜化形成X－甲烷（1分）；化學(xué)式為OH₆（1分）。所以Mg代替X－氧為例，可得如下的反應(yīng)：

X－甲烷在鎂中燃燒：OH₆＋3Mg₂＝OMg₃＋3H₂Mg（2分）