Question

[Võ Thi Minh]

A là Oxide cao nhất của nguyên tố R có dạng R2O5, được sử dụng làm chất hút ầm cho chất lỏng và khí. B là hợp chất của R với hydrogen ở thể khí có chứa 8,82% hydrogen về khối lượng. - Xác định Nguyên tố R; Xác định vị trí của R trong BTH, có giải thích. - Viết CTPT hợp chất A, B.Vận dụng quy tắc octet giải thích sự hình thành phân tử A, B - Cho biết trong A, B nguyên tử nào đảm bảo quy tắc octet, nguyên tử nào không? - Tính số liên kết singmar và liên kết pi trong A, B

Answer 1

[Bùi Tường Vân]

Để giải quyết bài toán này, ta cần xác định nguyên tố R và các hợp chất của nó (A và B) từ các thông tin đã cho.

Bước 1: Xác định nguyên tố R

1. Thông tin về hợp chất A (R₂O₅):
2. • Hợp chất A có dạng R₂O₅, tức là một oxide cao nhất của nguyên tố R. Hợp chất này được sử dụng làm chất hút ẩm cho chất lỏng và khí.
   • R₂O₅ có thể là oxide của một nguyên tố trong nhóm VIA (nhóm 16) của bảng tuần hoàn, vì các nguyên tố trong nhóm này thường tạo ra các oxide dạng R₂O₅. Đây là oxide cao nhất của các nguyên tố như Lưu huỳnh (S), Selenium (Se), hoặc Tellurium (Te).
3. Thông tin về hợp chất B:
4. • Hợp chất B là hợp chất của R với hydrogen, có chứa 8,82% hydrogen về khối lượng. Từ tỷ lệ phần trăm này, ta có thể tính toán được khối lượng của R và H trong hợp chất.

Tính toán phần trăm khối lượng của hydrogen trong hợp chất B:

• Cho hợp chất B có công thức là RHₓ (với x là số nguyên tử H trong phân tử).
• Tỷ lệ phần trăm khối lượng của H trong B là 8,82%, ta có công thức sau:Khoˆˊi lượng của HKhoˆˊi lượng của hợp chaˆˊt B×100=8,82%Khoˆˊi lượng của hợp chaˆˊt BKhoˆˊi lượng của H​×100=8,82%�×�H�R+�×�H×100=8,82mR​+x×mH​x×mH​​×100=8,82Với �H=1mH​=1 và �RmR​ là khối lượng nguyên tử của R, ta có thể thử một số giá trị cho R.

1. Với thông tin này, ta thử cho một số nguyên tố trong nhóm VIA:
2. • R = Phosphorus (P): Phosphorus có khối lượng nguyên tử là 31. Sử dụng công thức trên, ta có thể tính được hợp chất B của P là PH₃ (phosphine).
   • Tính phần trăm hydrogen trong PH₃:3×131+3×1×100=334×100≈8,82%31+3×13×1​×100=343​×100≈8,82%
   • Điều này khớp với dữ liệu đề bài. Vậy nguyên tố R là Phosphorus (P).

Bước 2: Xác định vị trí của R trong bảng tuần hoàn

Nguyên tố R là Phosphorus (P), thuộc nhóm 15 của bảng tuần hoàn (nhóm Nitrogen), và có số nguyên tử 15.

Bước 3: Viết công thức phân tử hợp chất A và B

1. Hợp chất A (R₂O₅): Dựa vào thông tin đề bài, ta có:
   CTPT của A=�2�5CTPT của A=P2​O5​
   Đây là oxide cao nhất của phosphorus, được sử dụng làm chất hút ẩm.
2. Hợp chất B (RHₓ): Chúng ta đã tính được hợp chất B là PH₃ (phosphine).

Bước 4: Giải thích sự hình thành phân tử A và B theo quy tắc octet

• Hợp chất A (P₂O₅):
• • Phosphorus có 5 electron ở lớp ngoài cùng (cấu hình electron: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³). Khi phosphorus liên kết với oxy, nó có thể chia sẻ electron để hoàn thành cấu hình octet của các nguyên tử oxy.
  • Mỗi oxy trong P₂O₅ cần 2 electron để hoàn thành cấu hình octet, và phosphorus chia sẻ electron của mình để tạo liên kết với oxy. Các liên kết này bao gồm liên kết đơn và đôi (P=O).
• Hợp chất B (PH₃):
• • Phosphorus trong PH₃ sử dụng 3 electron của mình để tạo liên kết đơn với ba nguyên tử hydrogen. Mỗi nguyên tử hydrogen chỉ cần 2 electron (cấu hình 1s²), vì vậy phosphorus sẽ chia sẻ 3 electron của mình với 3 nguyên tử hydrogen.

Bước 5: Kiểm tra việc tuân thủ quy tắc octet

1. Hợp chất A (P₂O₅):
2. • Các nguyên tử oxy tuân thủ quy tắc octet vì chúng có 8 electron trong lớp vỏ ngoài cùng sau khi liên kết với phosphorus.
   • Tuy nhiên, nguyên tử phosphorus không hoàn toàn tuân thủ quy tắc octet vì nó có thể có 10 electron trong lớp vỏ ngoài cùng (bằng cách sử dụng các orbital d), điều này là hợp lý vì phosphorus có thể hình thành các liên kết hơn 4 với oxy.
3. Hợp chất B (PH₃):
4. • Các nguyên tử hydrogen hoàn toàn tuân thủ quy tắc octet vì chúng có 2 electron trong lớp vỏ ngoài cùng.
   • Nguyên tử phosphorus trong PH₃ không tuân thủ quy tắc octet vì nó chỉ có 8 electron trong lớp vỏ ngoài cùng, không đủ 10 electron như trong các hợp chất khác của phosphorus.

Bước 6: Tính số liên kết sigma và pi trong A và B

1. Hợp chất A (P₂O₅):
2. • Trong P₂O₅, mỗi liên kết P=O là một liên kết đôi, bao gồm 1 liên kết sigma và 1 liên kết pi. Số liên kết đôi P=O là 4, vì vậy có:
   • • 4 liên kết sigma và 4 liên kết pi.
3. Hợp chất B (PH₃):
4. • Trong PH₃, mỗi liên kết P-H là một liên kết đơn (sigma). Số liên kết đơn P-H là 3, vì vậy có:
   • • 3 liên kết sigma và không có liên kết pi.

Tóm tắt:

• Nguyên tố R: Phosphorus (P).
• Vị trí trong bảng tuần hoàn: Nhóm 15 (nhóm Nitrogen).
• Công thức hợp chất A: P₂O₅ (oxide cao nhất của phosphorus).
• Công thức hợp chất B: PH₃ (phosphine).
• Tuân thủ quy tắc octet:
• • Trong P₂O₅, các nguyên tử oxy tuân thủ, nhưng phosphorus không.
  • Trong PH₃, các nguyên tử hydrogen tuân thủ, nhưng phosphorus không.
• Số liên kết:
• • P₂O₅: 4 liên kết sigma, 4 liên kết pi.
  • PH₃: 3 liên kết sigma, không có liên kết pi.