Hợp chất có công thức M2X tổng số hạt 140: K2O

Trả lời nhanh

Với đề quen thuộc: tổng số hạt trong M₂X là 140, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44, số khối M hơn X là 23, tổng số hạt trong M⁺ hơn X^2- là 31, ta tìm được M có Z = 19 (kali), X có Z = 8 (oxi). Hợp chất là K₂O.

Đề bài (dạng đầy đủ thường gặp)

Hợp chất có công thức phân tử M₂X được ứng dụng trong sản xuất xi măng, phân bón. Tổng số hạt (p, n, e) trong phân tử M₂X là 140, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44. Số khối của M lớn hơn số khối của X là 23. Tổng số hạt trong M⁺ nhiều hơn trong X^2- là 31. Xác định công thức M₂X.

Lưu ý: tiêu đề gốc bị cắt ở “tổng số hạt là 14…”, nên trang này giải theo bản đề đầy đủ phổ biến nhất với số 140 ở trên.

Cách giải

Gọi p_M, n_M là số proton, nơtron của M; p_X, n_X là của X. Nguyên tử trung hoà nên số e = số p.

Bước 1: Lập hệ từ dữ kiện phân tử

Tổng số hạt: 2(2p_M + n_M) + (2p_X + n_X) = 140.
Hạt mang điện hơn hạt không mang điện: (4p_M + 2p_X) − (2n_M + n_X) = 44.

Cộng hai phương trình: 2(4p_M + 2p_X) = 184, suy ra 2p_M + p_X = 46 (1). Trừ hai phương trình: 2(2n_M + n_X) = 96, suy ra 2n_M + n_X = 48 (2).

Bước 2: Dùng dữ kiện số khối và ion

A_M − A_X = 23: (p_M + n_M) − (p_X + n_X) = 23 (3).
M⁺ mất 1 e, X^2- nhận thêm 2 e: (2p_M + n_M − 1) − (2p_X + n_X + 2) = 31, tức 2p_M + n_M − 2p_X − n_X = 34 (4).

Lấy (4) trừ (3): p_M − p_X = 11 (5).

Bước 3: Giải hệ

Từ (1) và (5): 2(p_X + 11) + p_X = 46, suy ra 3p_X = 24, p_X = 8 và p_M = 19.
Từ (3): n_M − n_X = 23 − 11 = 12. Kết hợp (2): 3n_M = 60, n_M = 20, n_X = 8.

Vậy M có Z = 19, A = 39: là kali (K). X có Z = 8, A = 16: là oxi (O). Công thức: K₂O.

Kiểm tra lại đáp số

Dữ kiện	Tính với K₂O	Kết quả
Tổng số hạt	2 × (19 + 19 + 20) + (8 + 8 + 8) = 116 + 24	140 ✓
Mang điện − không mang điện	(76 + 16) − (40 + 8) = 92 − 48	44 ✓
Số khối	39 − 16	23 ✓
K⁺ so với O^2-	(19 + 20 + 18) − (8 + 8 + 10) = 57 − 26	31 ✓

Vì sao K₂O phù hợp với phần mô tả ứng dụng?

Kali là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng của cây trồng, hàm lượng kali trong phân bón thường được quy đổi và biểu thị theo % K₂O. Trong sản xuất xi măng, K₂O cũng là một oxit kiềm có mặt trong thành phần nguyên liệu và clinker. Đây là gợi ý phụ, còn việc xác định chính vẫn dựa vào hệ phương trình.

Mẹo và lỗi thường gặp

Cộng và trừ hai phương trình đầu để tách ngay “tổng p” và “tổng n” – gọn hơn nhiều so với thế.
Nhớ M⁺ mất 1 electron (trừ 1), X^2- nhận 2 electron (cộng 2). Nhầm dấu là lỗi hay gặp nhất.
Phân tử có 2 nguyên tử M, đừng quên hệ số 2 ở cả số hạt lẫn số hạt mang điện.
Đã tìm được p thì đối chiếu bảng tuần hoàn: Z = 19 là K, Z = 8 là O.

Bài luyện tập

Bài 1. Hợp chất MX₂ có tổng số hạt 164, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 52. Số khối X hơn M là 11… (tự đặt số liệu: hãy thử lập hệ như trên với các ẩn p_M, n_M, p_X, n_X; cộng – trừ hai phương trình đầu để có 2p_M + … và 2n_M + …).

Bài 2. Nguyên tử của nguyên tố Y có tổng số hạt 58, số hạt mang điện gấp đôi… hãy tự đặt dữ kiện tương tự. Gợi ý: dùng bất đẳng thức 1 ≤ n/p ≤ 1,52 để tìm p khi chỉ biết tổng số hạt.

Bài 3 (có đáp án). Ion K⁺ có bao nhiêu electron và bao nhiêu hạt cơ bản nếu K có 19 proton, 20 nơtron? Đáp án: 18 electron; tổng 19 + 20 + 18 = 57 hạt.

Câu hỏi thường gặp

Hợp chất M2X trong bài là chất nào?

Là K2O (kali oxit): M là kali (Z = 19, A = 39), X là oxi (Z = 8, A = 16).

Vì sao tính được p_M − p_X = 11?

Lấy phương trình về tổng số hạt của M+ và X2- trừ phương trình hiệu số khối (23), các số hạng nơtron triệt tiêu và còn lại p_M − p_X = 34 − 23 = 11.

Nếu đề cho tổng số hạt khác 140 thì làm thế nào?

Vẫn lập hệ tương tự: cộng và trừ hai phương trình đầu để có 2p_M + p_X và 2n_M + n_X, sau đó dùng dữ kiện số khối và ion để giải.

M+ và X2- có số electron là bao nhiêu?

K+ có 18 electron, O2- có 10 electron.