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.

Xem thêm kiến thức liên quan về K₂O

Kali oxit (K₂O) mặc dù ít khi tồn tại ở dạng tinh khiết trong tự nhiên do tính phản ứng mạnh nhưng nó lại là một hợp chất quan trọng, thường được sử dụng như một chất tham chiếu để tính toán hàm lượng kali trong các hợp chất khác, đặc biệt là trong phân bón.

Các ứng dụng chính của K₂O:

- Trong nông nghiệp:

+ Phân bón: Kali là một trong ba nguyên tố dinh dưỡng đa lượng cần thiết cho cây trồng (cùng với nitơ và phốt pho). K₂O là một nguồn cung cấp kali quan trọng. Kali giúp tăng cường khả năng chống chịu hạn hán, sâu bệnh, tăng cường quá trình quang hợp và giúp cây trồng hấp thu các chất dinh dưỡng khác tốt hơn.

+ Điều chỉnh độ pH của đất: K₂O có tính kiềm, giúp trung hòa độ chua của đất, tạo điều kiện thuận lợi cho cây trồng phát triển.

- Trong công nghiệp:

+ Sản xuất thủy tinh: K₂O được sử dụng để sản xuất thủy tinh đặc biệt, ví dụ như thủy tinh chịu nhiệt và thủy tinh quang học.

+ Sản xuất xà phòng: Kali hydroxide (KOH), được tạo ra khi K₂O tác dụng với nước, được sử dụng trong quá trình sản xuất xà phòng mềm.

+ Sản xuất pin: K₂O được sử dụng trong một số loại pin như pin kiềm.

- Trong phòng thí nghiệm:

+ Chất hút ẩm: K₂O có khả năng hấp thụ mạnh hơi nước nên được sử dụng làm chất hút ẩm trong phòng thí nghiệm.

+ Chất xúc tác: K₂O được sử dụng làm chất xúc tác trong một số phản ứng hóa học.