Question

設X、Y、Z代表三種元素。已知：
（1）X⁺和Y^-兩種離子具有相同的電子層結構；
（2）Z元素的原子核內質子數比Y元素的原子核內質子數少9個；
（3）Y和Z兩種元素可以形成4核42個電子的-1價陰離子。
據此完成下列各空：
（1）Y元素的名稱是___________元素，Z元素的元素符號為___________。
（2）X元素原子的結構示意圖為___________。
（3）由X、Y、Z三元素所形成的68個電子的鹽類化合物的化學式是__________________。
（4）寫出由X、Y、Z三元素所形成的60個電子的鹽分解反應的化學方程式______________。

Answer 1

（1）氯  O （2）K   （3）KClO₄(4)2KClO₃2KCl+3O₂↑

依題意，假設Y元素的原子序數為y，則Z元素的原子序數為（y-9）。若以表示由這兩種元素所形成的4核42個電子的-1價離子，則有下列關系式：
m+n="4                                                                       " ①
my+n(y-9)+1="42                        "                                        ②
①×y-②得9n=4y-41，即y=。因為n為正整數，將其可能的取值1、2和3分別代入上式，經驗證確定：n=3，y=17。所以Y元素的原子序數是17，是氯元素（Cl），而Z的原子序數為17-9=8，即氧元素（O），進而可知X元素為鉀（K）。這三種元素形成的含68個電子的鹽的化學式為KClO₄（所含電子數為19+17+4×8=68）。這三種元素形成的含60個電子的鹽為KClO₃（所含電子數為19+17+3×8=60），其分解反應的化學方程式為：2KClO₃ 2KCl+3O₂↑。