Question

元素周期表是研究元素原子結構及性質的重要工具．現(xiàn)有X、Y和Z三種元素，其原子序數(shù)依次減�。甔元素原子的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元素既可以形成正一價離子也可形成負一價離子．請回答下列問題：
（1）Y元素原子的價層電子的軌道表示式為

 

，該元素的名稱是

 

；
（2）在X與Z形成的化合物XZ₃中，X的雜化類型是

 

，該化合物的空間構型為

 

；短周期元素形成的化合物中與XZ₃互為等電子體的是

 

；
（3）請寫出X的兩種含氧酸的化學式

 

、

 

，其中酸性較強的是

 

．
（4）Q與Z同主族．Q單質的晶胞如圖所示，若設該晶胞的密度為ag/cm³，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，Q原子的摩爾質量為M，則表示Q原子半徑的計算式為

 

．

Answer 1

分析：現(xiàn)有X、Y和Z三種元素，其原子序數(shù)依次減�。甔元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，則X原子外圍電子排布式為4s²4p³，則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原子外圍電子排布式為2s²2p²或2s²2p⁴，X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Y表現(xiàn)-2價，則Y為氧元素；Z元素既可以形成正一價離子也可形成負一價離子，則Z為氫元素，據(jù)此解答．

解答：解：現(xiàn)有X、Y和Z三種元素，其原子序數(shù)依次減�。甔元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，則X原子外圍電子排布式為4s²4p³，則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原子外圍電子排布式為2s²2p²或2s²2p⁴，X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Y表現(xiàn)-2價，則Y為氧元素；Z元素既可以形成正一價離子也可形成負一價離子，則Z為氫元素，
（1）Y為氧元素，外圍電子排布式為2s²2p⁴，故原子的價層電子的軌道表示式為，故答案為：；氧；
（2）X與Z形成的化合物AsH₃中，As原子價層電子對數(shù)=3+

5-1×3

2

=4，As原子含有1對孤對電子，As原子雜化軌道數(shù)為4，As采取sp³的雜化，該化合物的空間構型為三角錐型；短周期元素形成的化合物中與AsH₃互為等電子體的是NH₃、PH₃等，
故答案為：sp³；三角錐型；NH₃、PH₃；
（3）As的兩種含氧酸的化學式H₃AsO₃、H₃AsO₄，H₃AsO₄中非羥基氧更多，則H₃AsO₄的酸性較強，故答案為：H₃AsO₃；H₃AsO₄；H₃AsO₄；
（4）Q與Z同主族．由Q單質的晶胞結構可知為體心立方，晶胞中Q原子數(shù)目為1+8×

1

8

=2，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，Q原子的摩爾質量為M，故晶胞質量為

2M

NA

，設Q原子半徑為r，令晶胞棱長為l，晶胞中體對角線為4r，則（4r）²=l²+l²+l²，則l=

4 3

3

r，晶胞體積V=l³=（

4 3

3

r）³，若設該晶胞的密度為ag/cm³，則=（

4 3

3

r）³×a=為

2M

NA

，整理的r=

3

4

3	2M aNA

，
故答案為：

3

4

3	2M aNA

．

點評：本題考查物質結構與性質，涉及元素推斷、核外電子排布規(guī)律、分子結構與性質、雜化理論、晶胞計算，難度中等，（4）中計算為易錯點、難點，根據(jù)晶體結構確定原子半徑與晶胞棱長關系是關鍵，注意利用均攤法進行晶胞中原子數(shù)目計算．