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

 

；
（2）Y元素原子的价层电子的轨道表示式为

 

；
（3）X与Z可形成化合物XZ₃，该化合物的空间构型为

 

；
（4）比较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、沸点高低并说明理由

 

．

Answer 1

考点：原子结构与元素的性质

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，为As，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁴，为O，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，X原子序数为33，Y为8，则Z为H原子，X与Z可形成化合物AsH₃，该化合物的空间构型和氨气相似，为三角锥型，以此解答该题．

解答： 解：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，为As，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁴，为O，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，X原子序数为33，Y为8，则Z为H原子，X与Z可形成化合物AsH₃，该化合物的空间构型和氨气相似，
（1）由以上分析可知X为As，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）Y为氧元素，原子的价层电子的轨道表示式为，
故答案为：；
（3）X与Z可形成化合物AsH₃，该化合物的空间构型和氨气相似，为三角锥型，故答案为：三角锥；
（4）X为N元素，非金属性较强，在同主族元素对应的氢化物中，对应的氢化物含有氢键，沸点较高，稳定性较大，
因为键长越短，键能越大，化合物越稳定，则稳定性：NH₃＞PH₃＞AsH₃，AsH₃相对分子质量比PH₃大，分子间作用力大，因而AsH₃比PH₃沸点高，则沸点：NH₃＞AsH₃＞PH₃，
故答案为：稳定性：NH₃＞PH₃＞AsH₃，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定；沸点：NH₃＞AsH₃＞PH₃； NH₃可形成分子间氢键，沸点最高，AsH₃相对分子质量比PH₃大，分子间作用力大，因而AsH₃比PH₃沸点高．

点评：本题考查学生原子的组成和结构知识以及元素周期表和元素周期律的应用知识，注意把握原子核外电子的排布规律，题目难度中等．