Question

【题目】现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:

元素编号	元素性质或原子结构
W	单质能与水剧烈反应,所得溶液呈弱酸性
X	X基态原子的s轨道电子与P轨道电子数相等
Y	第三周期元素的简单离子中半径最小
Z	L层有三个未成对电子
T	该元素的正三价离子的3d能级为半充满

（1）W、X、Y三种元素的离子半径由大到小的顺序是____________（用离子符号表示）；化合物ZW3的电子式是____________。

（2）在W、X的气态氢化物中，较稳定的是______________（用化学式表示,下同）沸点较高的是__________，沸点高的原因____________________________

（3）Y的价电子轨道表示式为________________________，写出Y元素最高价氧化物的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式_____________________

（4）T在周期表中的位置_____________________ ，T2+的电子排布式为__________________；T的单质在高温下与X的氢化物反应，其化学方程式为_____________________________________

（5）基态Z原子中，核外电子占据的最高能层的符号是___________，占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为___________。

Answer 1

【答案】O2-> F-> Al3+HFH2O水分子间存在氢键Al(OH)3+OH-AlO2- +2H2O.第四周期，第VⅢ族3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2L哑铃形

【解析】

在短周期元素中，单质能与水剧烈反应，所得溶液呈弱酸性，则W为F元素，X基态原子的s轨道电子与P轨道电子数相等，核外电子排布为1s22s22p4 ，则X为O元素，第三周期元素的简单离子中半径最小的离子为Al3+，则Y为Al元素，Z的L层有三个未成对电子，核外电子排布为1s22s22p3，则Z为N元素，T元素的正三价离子的3d能级为全充满, T原子外围电子排布为3d64s2，则T为Fe，以此解答该题。

（1）F、O、Al三种元素的离子具有相同的电子层结构，核电荷数越大半径越小，故半径由大到小的顺序是O2-> F-> Al3+；NF3的电子式是，

因此，本题正确答案为：O2-> F-> Al3+；；

（2）F、O处于同一周期，非金属性F>O，气态氢化物稳定性是HF>H2O,较稳定的是HF，由于水分子间存在氢键，故沸点较高的是H2O，

因此，本题正确答案为：HF；H2O；水分子间存在氢键；

（3）Y是Al，Al价电子排布式为3s23p1，根据洪特规则和泡利不相容原理即可进一步写出价电子的轨道表示式为，

铝的最高价氧化物的水化物为Al(OH)3，Al(OH)3具有两性，与NaOH溶液反应的离子方程式Al(OH)3+OH-AlO2- +2H2O，

因此，本题正确答案为：；Al(OH)3+OH-AlO2- +2H2O；

（4）T是Fe，Fe在周期表中的位于第四周期第VⅢ族，Fe2+的电子排布式为；Fe在高温下与水蒸气反应，其化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，

因此，本题正确答案为：第四周期第VⅢ族；；3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；

（5）Z为N元素，N原子电子排布式为1s22s22p3，基态N原子中，核外电子占据的最高能层的符号是L层，占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为哑铃形，

因此，本题正确答案为：L ；哑铃形。