题目内容
【题目】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)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)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________。
(4)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性并说明理由______________。
【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 As 氧 As2O3+6Zn+6H2SO4(稀)=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O 稳定性:NH3>PH3>AsH3,因为非金属性越强,氢化物越稳定
【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,据此结合原子结构与性质分析解答。
根据上述分析,X为As元素、Y为氧元素、Z为氢元素。
(1)由上述分析可知,X为As,X元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p3;As;
(2)Y为O元素,名称为氧,原子基态时的电子排布式为1s22s22p4,其价电子的轨道表示式为,故答案为:
;氧;
(3)X为As元素、Y为氧元素,Z为氢元素。化合物X2Y3为As2O3,XZ3为AsH3,As2O3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH3,产物还有ZnSO4和H2O,反应中Zn元素化合价由0价升高为+2价,As元素化合价由+3价降低为-3价,参加反应的Zn与As2O3的物质的量之比为6×2∶2=6∶1,反应方程式为As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O,故答案为:As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O;
(4)X为As元素,非金属性越强,氢化物越稳定,非金属性N>P>As,所以稳定性NH3>PH3>AsH3,故答案为:稳定性:NH3>PH3>AsH3,因为非金属性越强,氢化物越稳定。
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