Hợp chất có công thức phân tử M₂X (được ứng dụng trong sản xuất xi măng, phân bón) có tổng số hạt là 140. Trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44. Số khối của nguyên tử M lớn hơn số khối của nguyên tử X là 23. Tổng số hạt trong nguyên tử M nhiều hơn trong nguyên tử X là 34. Viết cấu hình electron của các nguyên tử M và X. Viết công thức phân tử của hợp chất M₂X.

Lời giải:

Gọi số proton và neutron của M lần lượt là p_M và n_M; số proton và neutron của X lần lượt là p_X và n_X.

Hợp chất M₂X có tổng số hạt là 140 nên:

2(2p_M + n_M) + 2p_X + n_X = 140 hay 4p_M + 2p_X + 2n_M + n_X = 140                                                               (1)

Trong M₂X, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44 nên:

(4p_M + 2p_X) – (2n_M + n_X) = 44                     (2)

Từ (1) và (2) giải hệ phương trình được: 4p_M + 2p_X = 92 (3) và 2n_M + n_X = 48

Số khối của nguyên tử M lớn hơn số khối của nguyên tử X là 23 nên:

(p_M + n_M) – (p_X + n_X) = 23 hay (p_M – p_X) + (n_M – n_X) = 23                                                                      (4)

Tổng số hạt trong nguyên tử M nhiều hơn trong nguyên tử X là 34 nên:

(2p_M + n_M) – (2p_X + n_X) = 34 hay 2(p_M – p_X) + (n_M – n_X) = 34                                                                      (5)

Từ (4) và (5) giải hệ phương trình được p_M – p_X = 11 (6); n_M – n_X = 12.

Kết hợp (3) và (6) được p_M = 19; p_X = 8.

p_M = 19 ⇒ Z_M = 19, cấu hình electron của M là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹.

p_X = 8 ⇒ Z_X = 8, cấu hình electron của X là: 1s²2s²2p⁴.

Công thức phân tử của hợp chất M₂X là K₂O.