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）比较X的氢化物与同族第二、第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）As；

（2）；氧；

（3）三角锥形；

（4）沸点：NH3＞AsH3＞PH3，氨气分子之间存在氢键，沸点最高，AsH3的相对分子质量比PH3的大，AsH3中分子间作用力更强，AsH3的沸点高于PH3；

稳定性：NH3＞PH3＞AsH3；键长N﹣H＜P﹣H＜As﹣H，键长越短，键能越大，化合物稳定．

【解析】试题分析：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，X元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3，处于第四周期第ⅤA族，故X为As元素；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y的2p轨道上有2个电子或4个电子，所以Y为碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X2Y3，故Y为氧元素；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z的质子数为42﹣8﹣33=1，则Z为氢元素，氢原子可以形成负一价离子，符合题意．

【解析】
X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，X元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3，处于第四周期第ⅤA族，故X为As元素；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y的2p轨道上有2个电子或4个电子，所以Y为碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X2Y3，故Y为氧元素；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z的质子数为42﹣8﹣33=1，则Z为氢元素，氢原子可以形成负一价离子，符合题意．

（1）由上述分析可知，X为As，故答案为：As；

（2）Y为氧元素，原子核外电子排布式为 1s22s22p4，价层电子的轨道表示式为，

故答案为：；氧；

（3）X与Z可形成化合物XZ3为AsH3，该化合物与氨气分子空间构型相似，其空间构型为三角锥形，故答案为：三角锥形；

（4）氨气分子之间存在氢键，沸点最高，AsH3的相对分子质量比PH3的大，AsH3中分子间作用力更强，AsH3的沸点高于PH3，故沸点：NH3＞AsH3＞PH3；

AsH3与NH3、PH3中，键长N﹣H＜P﹣H＜As﹣H，键长越短，键能越大，化合物稳定，所以稳定性NH3＞PH3＞AsH3．

故答案为：沸点：NH3＞AsH3＞PH3，氨气分子之间存在氢键，沸点最高，AsH3的相对分子质量比PH3的大，AsH3中分子间作用力更强，AsH3的沸点高于PH3；

稳定性：NH3＞PH3＞AsH3；键长N﹣H＜P﹣H＜As﹣H，键长越短，键能越大，化合物稳定．