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化合物中原子序数的关系推断

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组成化合物元素的原子序数关系的确定,是各种考试中较为常见的考查题型。有些同学在处理此类问题时,常常会出现漏选的情况,究其原因有两种情形:一是对物质结构的基础知识掌握的不够扎实,缺乏解题应有的知识基础和基本技能;二是逻辑思维能力较差,分析推断能力不强。下面通过举例分析,希望能够对同学们有所启迪。

■ 一 有确定的原子数目组成的化合物中原子序数关系的确定

■ 例1 X、Y均为短周期元素,二者可组成化合物X2Y3,若已知Y的原子序数为m,则X的原子序数不可能是( )

A. m+5 B. m-11

C. m+6 D. m-3 E. m-1

■ 解析 (1) 首先考虑化合物中元素所显常规价态,即前面元素显正价,后面的元素显负价。由化合物形式X2Y3,可知X、Y的价态分别为+3、-2。因此X可能为ⅢA族5B、13Al,Y可能为ⅥA族8O、16S,则符合A为Al2O3、B为B2S3、D为Al2S3。若只分析以上常规情况,容易忽略E。

(2) 主族元素中常含变价的元素C、N、P、S,易找出符合选项E的N2O3。

故本题应选C。

■ 例2 有两短周期元素X和Y,可组成化合物XY3,当Y的原子序数为m时,X的原子序数为:① m-4,② m+4,③ m+8,④ m-2,⑤ m+6。其中正确的是( )

A. ①②④ B. ①②⑤

C. ①②③④ D. ①②③④⑤

■ 解析 按例1中两种情况,(1)中符合①为BF3、②为AlF3、③为SO3,特殊变价为④PCl,则易错选C。

本题还要考虑第三种情况,对特殊化合物XY3形式,X、Y的价态分别显示为-3、+1价,则X为7N、15P,Y为1H、3Li、11Na,则符合⑤为NH3。

故本题应选D。

■ 例3 两种短周期元素组成的化合物中,原子个数比为1 ∶ 3,若两种元素的原子序数分别为a和b,则a和b的关系可能是①a=b+5,②a+b=30,③a+b=8,④a=b+8中的

( )

A. ②③ B. ②③④

C. ①②③④ D. ③④

■ 解析 根据例2中三种情况分析,不难找出(1)中②为AlCl3、④为SO3,(3)中为NH3,此时分析结论易错选B。对一定原子个数比组成的化合物,当以(XY3)n形式分析,n为2时,符合①的为C2H6。故本题应选C。

通过对以上几例的分析可见,对具有明确原子数目组成的化合物,确定原子序数关系时,思维分析分四步:一是考虑化合物中组成元素的常规价态;二是想到特殊变价元素C、N、P、S;三是分析特殊化合物XY3、XY4形式;四是对特定组成比的化合物要考虑全面。

■ 二 XmYn型化合物中无确定组成关系的原子序数关系的推断

■ 例4 A、B为除第一周期外的短周期元素,可形成AmBn离子化合物,其离子均满足稀有气体原子的稳定结构。若A的核电荷数为a,则B的核电荷数不可能为( )

A. a+8-m-n B. a-8-m-n

C. a+16-m-n D. a-m-n

■ 解析 由题意,据已知AmBn化合物形式,无法具体确定元素所在的主族,也无法列举具体为什么元素,从而确定出两元素原子的原子序数关系。但可得出A、B分别显示+n、-m价,由此得A、B两元素分别在第nA族、(8-m)A族。再根据元素周期表中相邻元素的原子序数关系,得出以下结果:

故本题应选B。

■ 练习

1. X、Y是短周期元素,二者可组成化合物XY2,若已知Y的原子序数为m,则X的原子序数不可能为( )

A. m+5 B. m+3

C. m-1 D. m+6

2. 短周期元素X、Y能形成XY4化合物,若X的原子序数为m,Y的原子序数为n,则m与n的关系不可能是( )

A. n+5=m B. m+8=n

C. m-13=n D. n-11=m

■ 参考答案

1. A 2. B