Question

（14分）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，該化合物的空間構型為___              _________。
（4）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_____________________________________。
（5）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定性高低________________________。(用分子式表示)

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³（2分）  As（1分）
（2） 或（2分）氧（1分）
（3）三角錐形（1分）
（4）As₂O₃ + 6Zn + 6H₂SO₄==2AsH₃↑ + 6ZnSO₄ + 3H₂O（2分）
（5）穩定性：NH₃ > PH₃ > AsH₃ ，（ 2分）因為鍵長越短，鍵能越大，化合物穩定（2分）

由題意可各X元素為As（砷）、Y元素為O元素、Z元素為H元素；所以
（1）  As元素原子基態時的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）  O元素原子的價電子的軌道表示式為或；
（3）  X與Z可形成化合物XZ₃為AsH₃；空間構型為三角錐形；
（4）  X₂Y₃的化學式為As₂O₃；所以該反應的方程式為；As₂O₃ + 6Zn + 6H₂SO₄==2AsH₃↑ + 6ZnSO₄ + 3H₂O
（5）  X的氫化物為AsH₃，同族第二周期元素的氫化為NH₃、第三周期氫化物為PH₃，由于NH₃分子間存在氫鍵，使其沸點高于同族的其他氫化物，所以，穩定性：NH₃ > PH₃ > AsH₃ ；