Question

【題目】現有部分短周期元素的性質或原子結構如下表:

元素編號	元素性質或原子結構
W	單質能與水劇烈反應,所得溶液呈弱酸性
X	X基態原子的s軌道電子與P軌道電子數相等
Y	第三周期元素的簡單離子中半徑最小
Z	L層有三個未成對電子
T	該元素的正三價離子的3d能級為半充滿

（1）W、X、Y三種元素的離子半徑由大到小的順序是____________（用離子符號表示）；化合物ZW3的電子式是____________。

（2）在W、X的氣態氫化物中，較穩定的是______________（用化學式表示,下同）沸點較高的是__________，沸點高的原因____________________________

（3）Y的價電子軌道表示式為________________________，寫出Y元素最高價氧化物的水化物與NaOH溶液反應的離子方程式_____________________

（4）T在周期表中的位置_____________________ ，T2+的電子排布式為__________________；T的單質在高溫下與X的氫化物反應，其化學方程式為_____________________________________

（5）基態Z原子中，核外電子占據的最高能層的符號是___________，占據最高能級的電子的電子云輪廓圖形狀為___________。

Answer 1

【答案】O2-> F-> Al3+HFH2O水分子間存在氫鍵Al(OH)3+OH-AlO2- +2H2O.第四周期，第VⅢ族3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2L啞鈴形

【解析】

在短周期元素中，單質能與水劇烈反應，所得溶液呈弱酸性，則W為F元素，X基態原子的s軌道電子與P軌道電子數相等，核外電子排布為1s22s22p4 ，則X為O元素，第三周期元素的簡單離子中半徑最小的離子為Al3+，則Y為Al元素，Z的L層有三個未成對電子，核外電子排布為1s22s22p3，則Z為N元素，T元素的正三價離子的3d能級為全充滿, T原子外圍電子排布為3d64s2，則T為Fe，以此解答該題。

（1）F、O、Al三種元素的離子具有相同的電子層結構，核電荷數越大半徑越小，故半徑由大到小的順序是O2-> F-> Al3+；NF3的電子式是，

因此，本題正確答案為：O2-> F-> Al3+；；

（2）F、O處于同一周期，非金屬性F>O，氣態氫化物穩定性是HF>H2O,較穩定的是HF，由于水分子間存在氫鍵，故沸點較高的是H2O，

因此，本題正確答案為：HF；H2O；水分子間存在氫鍵；

（3）Y是Al，Al價電子排布式為3s23p1，根據洪特規則和泡利不相容原理即可進一步寫出價電子的軌道表示式為，

鋁的最高價氧化物的水化物為Al(OH)3，Al(OH)3具有兩性，與NaOH溶液反應的離子方程式Al(OH)3+OH-AlO2- +2H2O，

因此，本題正確答案為：；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+的電子排布式為；Fe在高溫下與水蒸氣反應，其化學方程式為3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，

因此，本題正確答案為：第四周期第VⅢ族；；3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；

（5）Z為N元素，N原子電子排布式為1s22s22p3，基態N原子中，核外電子占據的最高能層的符號是L層，占據最高能級的電子的電子云輪廓圖形狀為啞鈴形，

因此，本題正確答案為：L ；啞鈴形。