Hợp chất A có công thức M₄X₃. Tổng số hạt proton, electron và neutron trong phân tử A là 214. Tổng số hạt proton, neutron, electron của [M]₄ nhiều hơn so với [X]₃ trong A là 106.

a) Xác định công thức hóa học của A.

b) Viết cấu hình electron của các nguyên tử tạo nên A.

a) Coi tổng số hạt trong [M] là x và [X] là y

Theo bài ra ta có: 4x + 3y = 214 (I)

và 4x – 3y = 106 (II)

Giải hệ (I) và (II), ta được: x = 40 và y = 18.

Số p = số e nên ta có:

2p_M + n_M = 40 với $1\le \frac{n_M}{p_M}\le 1,5$  và p_M < 20

⇒ p_M = 13 và n_M = 14

⇒ M là ₁₃Al.

2p_X + n_X = 18 với $1\le \frac{n_X}{p_X}\le 1,5$  và p_X < 9

⇒ p_X = 6 và n_X = 6

⇒ X là ₆C.

Công thức hóa học của A là Al₄C₃.

b) Cấu hình electron: ₁₃Al (1s²2s²2p⁶3s²3p¹) và ₆C (1s²2s²2p²)

Xem thêm kiến thức về Al₄C₃

I. Định nghĩa

- Cacbua nhôm hay nhôm cacbua, có công thức hóa học là Al₄C₃ là một hợp chất dạng rắn, tinh thể hoặc phiến màu vàng, trong suốt.

- Công thức phân tử: Al₄C₃

- Công thức cấu tạo: 

II. Tính chất vật lí & nhận biết

- Tính chất vật lí: Là chất rắn, tinh thể hoặc phiến màu vàng, trong suốt. Nó ổn định ở nhiệt độ 1400^oC, khối lượng riêng là 2,36 g/cm³.

 

- Nhận biết: đem hòa tan trong nước thu được khí không màu và kết tủa keo trắng.

       Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄

III. Tính chất hóa học

      Tan trong nước:

       Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄

      Tác dụng với axit:

       HCl + Al₄C₃ → AlCl₃ + CH₄

      Tác dụng với dung dịch bazơ

       H₂O + NaOH + Al₄C₃ → CH₄ + NaAl(OH)₂

IV. Điều chế

- Cacbua nhôm được tạo ra bằng cách nung hỗn hợp nhôm và cacbon ở nhiệt độ 1000^oC, hoặc nung nóng ôxít nhôm với than cốc trong lò điện.

     4Al + 3C  Al₄C₃

       2Al₂O₃ + 6C  Al₄C₃ + 3CO₂

V. Ứng dụng

- Các hạt cacbua nhôm phân tán đều trong lưới tinh thể làm giảm xu hướng bị dão của vật liệu, đặc biệt là khi kết hợp với các hạt cacbua silic.

- Vật liệu composit nhôm-cacbua nhôm có thể được tạo ra bằng tạo hợp kim cơ học, bằng cách nghiền bột nhôm với các hạt than chì.

- Cacbua nhôm có thể được dùng như là vật liệu mài mòn trong các công cụ cắt tốc độ cao. Nó có độ cứng xấp xỉ như topaz.

- Cacbua nhôm cũng được sử dụng trong pháo hoa, chẳng hạn để thu được hiệu ứng đom đóm.

Xem thêm một số kiến thức liên quan:

Trắc nghiệm Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử (Kết nối tri thức) có đáp án – Hóa học lớp 10

Lý thuyết Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử (Kết nối tri thức) hay, chi tiết | Hóa học 10