Nguyên tố X có electron phân lớp ngoài cùng là np2, nguyên tố Y có electron phân lớp ngoài cùng là np3. Hợp chất khí với hydrogen của X chứa a% khối lượng X, oxide ứng với hóa trị cao nhất của Y chứa b% khối lượng Y. Tỉ số

a) Để xác định nguyên tố X và Y, trước tiên chúng ta cần dựa vào cấu hình electron của chúng.

Nguyên tố X có electron phân lớp ngoài cùng là np2. Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố có cấu hình này thuộc nhóm 14, điển hình là C (carbon), Si (silicon), Ge (germanium), Sn (tin), Pb (chì). Tuy nhiên, để biết nguyên tố nào là khí với hydrogen, chúng ta cần tìm hiểu thêm về hợp chất khí với hydrogen của X.

Nguyên tố Y có electron phân lớp ngoài cùng là np3, thuộc nhóm 15 (group 15 elements), điển hình là N (nitrogen), P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony), Bi (bismuth). Những nguyên tố này cũng có thể tạo hợp chất với hydrogen, nhưng cần đánh giá hợp chất của chúng dựa trên tỷ số khối lượng mà đề bài đã cho.

Bây giờ, ta có tỷ số a : b = 3.365. Để tìm a và b, ta cần công thức cấu thành của hợp chất khí với hydrogen của X và oxide ứng với hóa trị cao nhất của Y.

Hợp chất khí với hydrogen của X có thể được xem xét là hợp chất hydride. Nếu xem xét nguyên tố X là Silicon (Si), hợp chất khí với hydrogen của Si là SiH4 (silane). Khối lượng mol của Si = 28 g/mol và khối lượng mol của SiH4 = 32 g/mol. Từ đó:

% khối lượng Si trong SiH4 = (28 / 32) x 100% ≈ 87.5%.

Giả sử a = 87.5.

Tiếp theo, nguyên tố Y có thể là Nitrogen (N). Oxide ứng với hóa trị cao nhất của nitrogen là N2O5 (dinitrogen pentoxide). Khối lượng mol của N2O5 = (214 + 516) = 28 + 80 = 108 g/mol.

% khối lượng N trong N2O5 = (28 / 108) x 100% ≈ 25.9%.

Giả sử b = 25.9.

Kiểm tra tỷ số a : b:
a / b = 87.5 / 25.9 ≈ 3.37.

Tỷ số 3.37 rất gần với 3.365, xác nhận rằng X = Silicon và Y = Nitrogen.

b) Công thức của hợp chất khí với hydrogen của X là SiH4 và oxide ứng với hóa trị cao nhất của Y là N2O5.

Hydride của X là SiH4 được coi là không acid và không base. Hợp chất này đủ thân thiện với nước và có tính phản ứng với axit.

Oxide của Y, N2O5, là một axit, có khả năng tạo thành axit nitric trong nước. N2O5 + H2O → 2HNO3.

Hợp chất A được tạo bởi X và Y có thể là Si3N4 (silicon nitride) với khối lượng mol khoảng 140g/mol. Si3N4 thường được dùng trong các ứng dụng y khoa và chỉnh hình do tính chất cơ học tốt và độ bền cao, là một sự thay thế cho PEEK và titan.

Tóm lại:
- X là Silicon (Si)
- Y là Nitrogen (N)
- Hợp chất khí với hydrogen của X là SiH4
- Oxide ứng với hóa trị cao nhất của Y là N2O5
- Hydrogen tương ứng của X, Y không chính xác để đề cập cụ thể.