Question

20．已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)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元素的符號是As；
（2）Y元素原子的價層電子的軌道表示式為，該元素的名稱是氧；
（3）X與Z可形成化合物XZ₃，該化合物的空間構型為三角錐形；
（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沸點：NH₃＞AsH₃＞PH₃，氨氣分子之間存在氫鍵，沸點最高，AsH₃的相對分子質(zhì)量比PH₃的大，AsH₃中分子間作用力更強，AsH₃的沸點高于PH₃；
穩(wěn)定性：NH₃＞PH₃＞AsH₃；鍵長N-H＜P-H＜As-H，鍵長越短，鍵能越大，化合物穩(wěn)定．．

Answer 1

分析 X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，X元素原子的核外電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，處于第四周期第ⅤA族，故X為As元素；Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，Y的2p軌道上有2個電子或4個電子，所以Y為碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X₂Y₃，故Y為氧元素；X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42，則Z的質(zhì)子數(shù)為42-8-33=1，則Z為氫元素，氫原子可以形成負一價離子，符合題意．

解答 解：X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，X元素原子的核外電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，處于第四周期第ⅤA族，故X為As元素；Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，Y的2p軌道上有2個電子或4個電子，所以Y為碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X₂Y₃，故Y為氧元素；X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42，則Z的質(zhì)子數(shù)為42-8-33=1，則Z為氫元素，氫原子可以形成負一價離子，符合題意．
（1）由上述分析可知，X為As，故答案為：As；
（2）Y為氧元素，原子核外電子排布式為 1s²2s²2p⁴，價層電子的軌道表示式為，
故答案為：；氧；
（3）X與Z可形成化合物XZ₃為AsH₃，該化合物與氨氣分子空間構型相似，其空間構型為三角錐形，故答案為：三角錐形；
（4）氨氣分子之間存在氫鍵，沸點最高，AsH₃的相對分子質(zhì)量比PH₃的大，AsH₃中分子間作用力更強，AsH₃的沸點高于PH₃，故沸點：NH₃＞AsH₃＞PH₃；
AsH₃與NH₃、PH₃中，鍵長N-H＜P-H＜As-H，鍵長越短，鍵能越大，化合物穩(wěn)定，所以穩(wěn)定性NH₃＞PH₃＞AsH₃．
故答案為：沸點：NH₃＞AsH₃＞PH₃，氨氣分子之間存在氫鍵，沸點最高，AsH₃的相對分子質(zhì)量比PH₃的大，AsH₃中分子間作用力更強，AsH₃的沸點高于PH₃；
穩(wěn)定性：NH₃＞PH₃＞AsH₃；鍵長N-H＜P-H＜As-H，鍵長越短，鍵能越大，化合物穩(wěn)定．

點評 本題考查結構性質(zhì)位置關系應用、核外電子排布規(guī)律、分子空間構型、元素周期律等，難度中等，注意氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響．