Question

【題目】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(gè)未成對(duì)電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子．X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）X元素的符號(hào)是 ；

（2）Y元素原子的價(jià)層電子的軌道表示式為，該元素的名稱是 ；

（3）X與Z可形成化合物XZ3，該化合物的空間構(gòu)型為 ；

（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(diǎn)高低并說(shuō)明理由 ．

Answer 1

【答案】（1）As；

（2）；氧；

（3）三角錐形；

（4）沸點(diǎn)：NH3＞AsH3＞PH3，氨氣分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)最高，AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量比PH3的大，AsH3中分子間作用力更強(qiáng)，AsH3的沸點(diǎn)高于PH3；

穩(wěn)定性：NH3＞PH3＞AsH3；鍵長(zhǎng)N﹣H＜P﹣H＜As﹣H，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，化合物穩(wěn)定．

【解析】試題分析：X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)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(gè)未成對(duì)電子，Y的2p軌道上有2個(gè)電子或4個(gè)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(fù)一價(jià)離子，符合題意．

解：X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)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(gè)未成對(duì)電子，Y的2p軌道上有2個(gè)電子或4個(gè)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(fù)一價(jià)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(jià)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(gòu)型相似，其空間構(gòu)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(diǎn)最高，AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量比PH3的大，AsH3中分子間作用力更強(qiáng)，AsH3的沸點(diǎn)高于PH3，故沸點(diǎn)：NH3＞AsH3＞PH3；

AsH3與NH3、PH3中，鍵長(zhǎng)N﹣H＜P﹣H＜As﹣H，鍵長(zhǎng)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(diǎn)：NH3＞AsH3＞PH3，氨氣分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)最高，AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量比PH3的大，AsH3中分子間作用力更強(qiáng)，AsH3的沸點(diǎn)高于PH3；

穩(wěn)定性：NH3＞PH3＞AsH3；鍵長(zhǎng)N﹣H＜P﹣H＜As﹣H，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，化合物穩(wěn)定．