Question

已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42．X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子．X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成負一價離子．請回答下列問題：
（1）X元素原子基態(tài)時的電子排布式為

 

；
（2）Y元素原子的價層電子的軌道表示式為

 

；
（3）X與Z可形成化合物XZ₃，該化合物的空間構型為

 

；
（4）比較X的氫化物與同族第二、第三周期元素所形成的氫化物穩(wěn)定性、沸點高低并說明理由

 

．

Answer 1

考點：原子結構與元素的性質

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，則可以知道X元素原子基態(tài)時的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，為As，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，則元素原子基態(tài)時的電子排布式為1s²2s²2p⁴，為O，X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42，X原子序數為33，Y為8，則Z為H原子，X與Z可形成化合物AsH₃，該化合物的空間構型和氨氣相似，為三角錐型，以此解答該題．

解答： 解：X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，則可以知道X元素原子基態(tài)時的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，為As，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，則元素原子基態(tài)時的電子排布式為1s²2s²2p⁴，為O，X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42，X原子序數為33，Y為8，則Z為H原子，X與Z可形成化合物AsH₃，該化合物的空間構型和氨氣相似，
（1）由以上分析可知X為As，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）Y為氧元素，原子的價層電子的軌道表示式為，
故答案為：；
（3）X與Z可形成化合物AsH₃，該化合物的空間構型和氨氣相似，為三角錐型，故答案為：三角錐；
（4）X為N元素，非金屬性較強，在同主族元素對應的氫化物中，對應的氫化物含有氫鍵，沸點較高，穩(wěn)定性較大，
因為鍵長越短，鍵能越大，化合物越穩(wěn)定，則穩(wěn)定性：NH₃＞PH₃＞AsH₃，AsH₃相對分子質量比PH₃大，分子間作用力大，因而AsH₃比PH₃沸點高，則沸點：NH₃＞AsH₃＞PH₃，
故答案為：穩(wěn)定性：NH₃＞PH₃＞AsH₃，因為鍵長越短，鍵能越大，化合物越穩(wěn)定；沸點：NH₃＞AsH₃＞PH₃； NH₃可形成分子間氫鍵，沸點最高，AsH₃相對分子質量比PH₃大，分子間作用力大，因而AsH₃比PH₃沸點高．

點評：本題考查學生原子的組成和結構知識以及元素周期表和元素周期律的應用知識，注意把握原子核外電子的排布規(guī)律，題目難度中等．