【化学—选修3：物质结构和性质】（15分）元素周期表是研究元素原子结构及性质的重要工具。现有X、Y和Z三

Question

【化学—选修3：物质结构和性质】（15分）元素周期表是研究元素原子结构及性质的重要工具。现有X、Y和Z三种元素，其原子序数依次减小。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X 2 Y 3 。Z元素既可以形成正一价离子也可形成负一价离子。请回答下列问题：（1）Y元素原子的价层电子的轨道表示式为______________，该元素的名称是_____；（2）在X与Z形成的化合物XZ 3 中，X的杂化类型是 ，该化合物的空间构型为_____________；短周期元素形成的化合物中与XZ 3 互为等电子体的是 ；（3）请写出X的两种含氧酸的化学式 、 ，其中酸性较强的是 。（4）Q与Z同主族。Q单质的晶胞如下图所示，若设该晶胞的密度为ag/cm 3 ，阿伏加德罗常数为N A ，Q原子的摩尔质量为M，则表示Q原子半径的计算式为 。

Answer 1

（15分） （1） 或  （2分） 氧。（1分） （2）sp 3 （2分），三角锥形。（1分）NH 3 、PH 3 （2分，每个1分） （3）H 3 AsO 3 、H 3 AsO 4 。（共2分，各1分）H 3 AsO 4 （1分） （4）   （4分，只要有这个式子即给4分，有无单位或对错均不考虑。）

试题分析：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，所以X是第四周期第五主族元素As元素；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则2p上的电子可能是2个也可能是4个，所以Y元素可能是C或O；X跟Y可形成化合物X 2 Y 3 ，说明Y的化合价为-2价，所以Y是O元素；Z元素既可以形成正一价离子也可形成负一价离子，则Z是H元素。 （1）Y元素原子最外层6个电子，所以价电子的轨道表示式为 ；该元素是O； （2）在X与Z形成的化合物XZ 3 中，即AsH 3 ，As的价层电子对数=3+1/2(5-3)=4,所以As是sp 3 杂化；空间构型为三角锥型；短周期元素形成的化合物中与XZ 3 互为等电子体的是同主族元素的氢化物NH 3 、PH 3 ； （3）As的两种含氧酸的化学式为H 3 AsO 3 、H 3 AsO 4 。根据酸性强弱的判断依据，同种元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，所以H 3 AsO 4 的酸性强； （4）由图可知，该晶胞中Q原子的个数是8×1/8+1=2，设晶胞的棱长为xcm,原子半径为rcm，则4r= x，根据已知得a=2M/N A x3，可计算出x，所以r=