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(tài)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(tài)氫化物中，較穩(wěn)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(tài)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(tài)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(tài)氫化物穩(wěn)定性是HF>H2O,較穩(wěn)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(guī)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(tài)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。