Question

【題目】已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42。X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元素可以形成負一價離子。請回答下列問題：

(1)X元素原子基態時的電子排布式為____________，該元素的符號是________。

(2)Y元素原子的價層電子的軌道表示式為___________，該元素的名稱是________。

(3)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為XZ3，產物還有ZnSO4和H2O，該反應的化學方程式是________。

(4)比較X的氫化物與同族第二、三周期元素所形成的氫化物穩定性并說明理由______________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 As 氧 As2O3＋6Zn＋6H2SO4(稀)=2AsH3↑＋6ZnSO4＋3H2O 穩定性：NH3>PH3>AsH3，因為非金屬性越強，氫化物越穩定

【解析】

X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，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個未成對電子，Y的2p軌道上有2個電子或4個電子，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之和等于42，則Z的質子數為42-8-33=1，則Z為氫元素，氫原子可以形成負一價離子，符合題意，據此結合原子結構與性質分析解答。

根據上述分析，X為As元素、Y為氧元素、Z為氫元素。

(1)由上述分析可知，X為As，X元素的基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，故答案為：1s22s22p63s23p63d104s24p3；As；

(2)Y為O元素，名稱為氧，原子基態時的電子排布式為1s22s22p4，其價電子的軌道表示式為，故答案為：；氧；

(3)X為As元素、Y為氧元素，Z為氫元素。化合物X2Y3為As2O3，XZ3為AsH3，As2O3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為AsH3，產物還有ZnSO4和H2O，反應中Zn元素化合價由0價升高為+2價，As元素化合價由+3價降低為-3價，參加反應的Zn與As2O3的物質的量之比為6×2∶2=6∶1，反應方程式為As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，故答案為：As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O；

(4)X為As元素，非金屬性越強，氫化物越穩定，非金屬性N＞P＞As，所以穩定性NH3＞PH3＞AsH3，故答案為：穩定性：NH3＞PH3＞AsH3，因為非金屬性越強，氫化物越穩定。