Question

现有X、Y、Z三种元素，其中X原子核内只有一个质子；Y原子L层电子数是K层电子数的2倍；X与Z形成的化合物的分子式为ZX₃，每个分子内有10个电子．请回答下列问题：
（1）写出Z元素的原子结构示意图    ；
X分别与Y、Z形成的化合物中，具有5个原子核的微粒的化学式为    ．
（2）某些常见物质可用来合成新材料，如利用高温高压法使石墨转变为人造金刚石．科学家认为Y、Z元素可形成一种比金刚石更硬的化合物，后来人们在实验室成功合成了含有这些元素的化合物（制作晶体薄膜材料），这种化合物的化学式是    ；试推测合成这种化合物所需的条件是    ．

Answer 1

【答案】分析：X原子核内只有一个质子，即X原子的质子数为1，原子序数为1的元素为氢元素；
K层为第一层、L层为第二层，核外电子排布时按照先排K层、排满K层再排L层并且K层上最多只能排2个电子，根据Y原子L层电子数是K层电子数的2倍，可判断Y原子核外共有6个电子，则Y原子的质子数和原子序数都为6，元素Y为碳元素；
X元素为氢元素，则每个H原子内有1个电子，根据“X与Z形成的化合物的分子式为ZX₃，每个分子内有10个电子”的信息，可推断每个Z原子中含有7个电子，则Z原子的质子数和原子序数为7，可判断Z为氮元素；
根据以上对X、Y、Z三种元素的推断，完成所提出的问题．
解答：解：（1）Z原子核内有7个质子、核外的7个电子分两层排布；具有5个原子核的微粒即微粒由5个原子构成，则X分别与Y、Z形成的化合物即C与H元素或N与H元素的五个原子所构成的分子，甲烷分子由一个C原子和四个氢原子构成，符合题意；
故答案为：；CH₄（NH₄⁺也可）；
（2）碳元素的原子最外层有4个电子、氮元素的原子最外层有5个电子，两元素在化学变化中都不易失去电子，因此两种元素化合时，通过形成共用电子对而形成共价化合物；每个碳原子需形成4对共用电子对、每个氮原子需形成3对共用电子对才能形成稳定结构，因此，碳元素与氮元素化合时两种元素的原子个数比应为3：4，即形成化合物的化学式为C₃N₄；由于碳元素在常温下化学性质不活泼，结合利用高温高压法使石墨转变为人造金刚石的原理，因此可猜测该反应需要在高温高压条件下发生；
故答案为：C₃N₄；高温高压．
点评：分子由原子构成，因此每个分子中的电子数应为构成分子的各原子的核外电子数之和；每个原子一个原子核，分子中原子核数即分子中的原子个数．