Question

2、現(xiàn)有X、Y、Z三種元素，其中X原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子；Y原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍；X與Z形成的化合物的分子式為ZX₃，每個分子內(nèi)有10個電子．請回答下列問題：
（1）寫出Z元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖

；
X分別與Y、Z形成的化合物中，具有5個原子核的微粒的化學(xué)式為

CH₄（NH₄⁺也可）

．
（2）某些常見物質(zhì)可用來合成新材料，如利用高溫高壓法使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗽旖饎偸�．科學(xué)家認(rèn)為Y、Z元素可形成一種比金剛石更硬的化合物，后來人們在實驗室成功合成了含有這些元素的化合物（制作晶體薄膜材料），這種化合物的化學(xué)式是

C₃N₄

；試推測合成這種化合物所需的條件是

高溫高壓

．

Answer 1

分析：X原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子，即X原子的質(zhì)子數(shù)為1，原子序數(shù)為1的元素為氫元素；
K層為第一層、L層為第二層，核外電子排布時按照先排K層、排滿K層再排L層并且K層上最多只能排2個電子，根據(jù)Y原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，可判斷Y原子核外共有6個電子，則Y原子的質(zhì)子數(shù)和原子序數(shù)都為6，元素Y為碳元素；
X元素為氫元素，則每個H原子內(nèi)有1個電子，根據(jù)“X與Z形成的化合物的分子式為ZX₃，每個分子內(nèi)有10個電子”的信息，可推斷每個Z原子中含有7個電子，則Z原子的質(zhì)子數(shù)和原子序數(shù)為7，可判斷Z為氮元素；
根據(jù)以上對X、Y、Z三種元素的推斷，完成所提出的問題．

解答：解：（1）Z原子核內(nèi)有7個質(zhì)子、核外的7個電子分兩層排布；具有5個原子核的微粒即微粒由5個原子構(gòu)成，則X分別與Y、Z形成的化合物即C與H元素或N與H元素的五個原子所構(gòu)成的分子，甲烷分子由一個C原子和四個氫原子構(gòu)成，符合題意；
故答案為：；CH₄（NH₄⁺也可）；
（2）碳元素的原子最外層有4個電子、氮元素的原子最外層有5個電子，兩元素在化學(xué)變化中都不易失去電子，因此兩種元素化合時，通過形成共用電子對而形成共價化合物；每個碳原子需形成4對共用電子對、每個氮原子需形成3對共用電子對才能形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此，碳元素與氮元素化合時兩種元素的原子個數(shù)比應(yīng)為3：4，即形成化合物的化學(xué)式為C₃N₄；由于碳元素在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，結(jié)合利用高溫高壓法使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗽旖饎偸�的原理，因此可猜測該反應(yīng)需要在高溫高壓條件下發(fā)生；
故答案為：C₃N₄；高溫高壓．

點評：分子由原子構(gòu)成，因此每個分子中的電子數(shù)應(yīng)為構(gòu)成分子的各原子的核外電子數(shù)之和；每個原子一個原子核，分子中原子核數(shù)即分子中的原子個數(shù)．