Question

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X₂Y₃,Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:

（1）X元素原子基态时的电子排布式为     ,该元素的符号是      ;

（2）Y元素原子的价层电子的轨道表示式为      ,该元素的名称是      ;

（3）X与Z可形成化合物XZ₃,该化合物的空间构型为       ;

（4）已知化合物X₂Y₃在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ₃,产物还有ZnSO₄和H₂O,该反应的化学方程是                 ;

（5）比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由                    。

Answer

（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3 As

（2） 氧

（3）三角锥形 （4）As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O

（5）稳定性:NH3>PH3>AsH3,因为键长越短,键能越大,化合物越稳定 沸点:NH3>AsH3>PH3,NH3可以形成分子间氢键,沸点最高;AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3的沸点比PH3高。

【解析】

试题分析：（1）X原子4p轨道上有3个未成对电子,则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,可推出其元素符号为As。

（2）Y原子最外层2p轨道上有2个未成对电子。可能是或,即Y可能为1s22s22p2或1s22s22p4,根据X2Y3,则Y只能是氧，Y元素原子的价层电子的轨道表示式为,该元素的名称是氧。

（3）X、Y、Z原子序数之和为42,则Z的原子序数为42-33-8=1,Z是氢，化合物XZ3为AsH3,与NH3结构相似,为三角锥形。

（4）由题给信息可知As2O3与Zn和H2SO4反应生成AsH3、ZnSO4和H2O，根据电子守恒和原子守恒配平得As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O。

（5）稳定性:NH3>PH3>AsH3,因为键长越短,键能越大,化合物越稳定 沸点:NH3>AsH3>PH3,NH3可以形成分子间氢键,沸点最高;AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3的沸点比PH3高。

考点：考查原子结构与元素的性质、电子排布式、轨道表示式，空间构型，化学方程式等知识。