Nguyên tố X có electron phân lớp ngoài cùng là np^2, nguyên tố Y có electron phân lớp ngoài cùng là np^3. Hợp chất khí với hydrogen

Bài 7.20 trang 20 SBT Hóa học 10: Nguyên tố X có electron phân lớp ngoài cùng là np², nguyên tố Y có electron phân lớp ngoài cùng là np³. Hợp chất khí với hydrogen của X chứa a% khối lượng X, oxide ứng với hóa trị cao nhất của Y chứa b% khối lượng Y. Tỉ số a : b = 3,365. Hợp chất A tạo bởi X và Y có nhiều ứng dụng chỉnh hình trong lĩnh vực ý khoa, vật liệu này cũng là một sự thay thế cho PEEK (polyether ether ketone) và titan, được sử dụng cho các thiết bị tổng hợp tủy sống. Khối lượng mol của A là 140g/mol.

a) Xác định X, Y.

b) Viết công thức của hợp chất khí với hydrogen của X, oxide ứng với hóa trị cao nhất, hydrogen tương ứng của X, Y và nêu tính acid – base của chúng.

Trả lời

a) Theo giả thiết, X thuộc nhóm IVA và Y thuộc nhóm VA của bảng tuần hoàn. Hợp chất khí với hydrogen của X là XH₄ và oxide ứng với hóa trị cao nhất của Y là Y₂O₅.

Ta có: ⇒ $\frac{X}{X+4}:\frac{2Y}{2Y+80}=3,365$ => $\frac{2XY+80X}{2XY+8Y}=3,365$

⇒ 80X = 4,73XY + 26,92 Y (I)

Hợp chất tạo bởi X, Y có dạng X₃Y₄, ta có: 3X + 4Y = 140 (II)

Kết hợp (I) và (II), ta được: 3,5475X² – 65,36X – 942,2 = 0

⇒ X₁ = 27,93 và X₂ = -9,5 < 0

Chọn X = X₁ = 27,93 (Si) và Y = $\frac{140-3.27,93}{4}=14,05\left(N\right)$

⇒ Chất A là Si₃N₄ (silicon nitrite).

b) Hợp chất với hydrogen của X là SiH₄, oxide ứng với hóa trị cao nhất của Si là acidic oxide SiO₂, hydroxide tương ứng H₄SiO₄ hay H₂SiO₃.H₂O là acid yếu.

Hợp chất với hydrogen của Y là NH₃, oxide ứng với hóa trị cao nhất là N₂O₅ là acidic oxide tan trong nước tạo ra hydroxide tương ứng HNO₃ là acid mạnh