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）Z元素在周期表处在        区（填s、p、d），迄今该元素有        种同位素；

（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，该反应的化学方程式是        ；

（5）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、沸点高低顺序分别是（用化学式表示）         ，         。

Answer

（1）1s22s22p63s23p63d104s2 4p3 或[Ar] 3d104s24p3，As；

（2）s，3 ；（3）三角锥形；

（4）As2O3+6H2SO4+6Zn=2AsH3+6ZnSO4+3H2O；

（5）稳定性：NH3 > PH3 > AsH3，沸点： NH3 >AsH3> PH3。

【解析】试题分析：（1）X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，p能级上有3个轨道，因此X价层电子排布式为4s24p3，X是As，位于第四周期VA族，基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s2 4p3 或[Ar] 3d104s24p3；（2）X跟Y可形成化合物X2Y3，则Y为O，X2Y3的化学式为As2O3，原子序数之和为42，则Z为H，位于IA族，因此H位于s区，有H、D、T三种同位素；（3）XA3是AsH3，AsH3中含有3个σ键，孤电子对数为(5－3×1)/2=1，价层电子对数为4，空间构型为三角锥形；（4）As2O3中As的化合价由＋3价→－3价，化合价降低6价，共降低12价，Zn由0价→＋2价，化合价升高2价，最小公倍数为12，即Zn的系数为6，因此反应方程式为：As2O3+6H2SO4+6Zn=2AsH3+6ZnSO4+3H2O；（5）非金属性越强，其氢化物稳定越强，同主族从上到下，非金属性减弱，即氢化物的稳定性：NH3>PH3>AsH3，NH3中含有分子间氢键，含有分子间氢键的沸点高，结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，即沸点：NH3 >AsH3> PH3。

考点：考查元素推断、能级、电子排布式、空间构型、元素周期表的结构、元素周期律等知识。