Question

（12分）最近出版的“重大發(fā)現記實”中，Cute教授發(fā)表了關于外星文明遺跡的研究結果。他認為外星人與人類非常相似，他們可能在億萬年前來過地球，留下了非常奇異的碑記。一些碑文已經破譯被證明是外星人當地大學的大學生所用的普通化學教科書的幾章。這些內容的最初幾行就相當今人，看上去象是那個奇妙的世界里的物質定律，與我們的星球所遵循的規(guī)律不同。特別是原子結構也用四個量子數來描述，只有一個重大的區(qū)別：

n＝1，2，3……

L＝0，1，2，3，…，(n－1)

M＝－2L，－(2L－1)，…，－1，0，＋1，…，＋(2L－1)，＋2L

M_S＝＋1/2，－1/2

Cute教授允諾要繼續(xù)發(fā)表相關研究，一旦他找到了財政支持，將繼續(xù)他的破譯工作并描述出X星球上的周期表和一些基礎化學內容。然而以揭示的碑文內容就足以預見一些重要事實。

1-1  試創(chuàng)造出X周期表的前兩個周期，為簡便起見，用我們的化學符號來表示與我們原子有相同電子的X原子；

1-2  猜測在那里可用作洗滌和飲用的X－水可能是什么？寫出全部可能，并說明理由。依據你所構造的X周期表，寫出他的化學式。

1-3  寫出“甲烷（X的氫化物）在氧氣中燃燒”的反應，這是給人類提供能量和熱源的主要過程；解釋你選擇X元素的原因？

Answer 1

1-1  n＝1，L＝0，M＝0

n＝2，L＝0，M＝0

n＝2，L＝1，M＝0,＋1,－1,＋2,－2

第一周期：H、He（2分）

第二周期：Li、Be、B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al、Si（2分）

1-2  氫在兩種情況下都一樣，但是哪一個X元素可以作氧的替代物？至少有三種元素與“我們的氧”具有相同的性質：Mg（其核外層少2個電子），Ne（只有一個充滿p軌道），還有Na，因為它位于上述二者之間，其性質一定與二者有相同之處。因此，有三個明顯的“侯選者”去作為“X―水”（3分）；H₂Mg、H₃Na、H₄Ne（1分）。目前，至少在Cute教授的進一步研究之前，我們還不能確定哪一個是最好的選擇。

1-3  現在，我們必須去尋找與生命相關的元素X－碳，選擇是唯一的。因為我們需要當外層所有電子均為未成對電子對而形成雜化態(tài)時具有最大成鍵可能的元素，只有O能滿足這樣的條件，它以sp⁵雜化形成X－甲烷（1分）；化學式為OH₆（1分）。所以Mg代替X－氧為例，可得如下的反應：

X－甲烷在鎂中燃燒：OH₆＋3Mg₂＝OMg₃＋3H₂Mg（2分）