现有X、Y、Z三种元素,其中X原子核内只有一个质子;Y原子L层电子数是K层电子数的2倍;X与Z形成的化合物的分子式为ZX3,每个分子内有10个电子.请回答下列问题:
(1)写出Z元素的原子结构示意图 ;
X分别与Y、Z形成的化合物中,具有5个原子核的微粒的化学式为 .
(2)某些常见物质可用来合成新材料,如利用高温高压法使石墨转变为人造金刚石.科学家认为Y、Z元素可形成一种比金刚石更硬的化合物,后来人们在实验室成功合成了含有这些元素的化合物(制作晶体薄膜材料),这种化合物的化学式是 ;试推测合成这种化合物所需的条件是 .
【答案】
分析:X原子核内只有一个质子,即X原子的质子数为1,原子序数为1的元素为氢元素;
K层为第一层、L层为第二层,核外电子排布时按照先排K层、排满K层再排L层并且K层上最多只能排2个电子,根据Y原子L层电子数是K层电子数的2倍,可判断Y原子核外共有6个电子,则Y原子的质子数和原子序数都为6,元素Y为碳元素;
X元素为氢元素,则每个H原子内有1个电子,根据“X与Z形成的化合物的分子式为ZX
3,每个分子内有10个电子”的信息,可推断每个Z原子中含有7个电子,则Z原子的质子数和原子序数为7,可判断Z为氮元素;
根据以上对X、Y、Z三种元素的推断,完成所提出的问题.
解答:解:(1)Z原子核内有7个质子、核外的7个电子分两层排布;具有5个原子核的微粒即微粒由5个原子构成,则X分别与Y、Z形成的化合物即C与H元素或N与H元素的五个原子所构成的分子,甲烷分子由一个C原子和四个氢原子构成,符合题意;
故答案为:
;CH
4(NH
4+也可);
(2)碳元素的原子最外层有4个电子、氮元素的原子最外层有5个电子,两元素在化学变化中都不易失去电子,因此两种元素化合时,通过形成共用电子对而形成共价化合物;每个碳原子需形成4对共用电子对、每个氮原子需形成3对共用电子对才能形成稳定结构,因此,碳元素与氮元素化合时两种元素的原子个数比应为3:4,即形成化合物的化学式为C
3N
4;由于碳元素在常温下化学性质不活泼,结合利用高温高压法使石墨转变为人造金刚石的原理,因此可猜测该反应需要在高温高压条件下发生;
故答案为:C
3N
4;高温高压.
点评:分子由原子构成,因此每个分子中的电子数应为构成分子的各原子的核外电子数之和;每个原子一个原子核,分子中原子核数即分子中的原子个数.