Question

20．已知A、B、C、D、E、G都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數依次增大．其中A、C原子的L層有2個未成對電子．D與E同主族，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構．G³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態．請根據以上情況，回答下列問題：
（1）寫出G基態原子的電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，G位于周期表d區；畫出B基態原子外圍電子的電子排布圖．
（2）A、B、C的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N；電負性由小到大的順序為C＜N＜O．（用相應的元素符號表示）
（3）G和Mn（質子數為25）兩元素的部分電離能數據列于下表：

元素		Mn	G
電離能（kJ/mol）	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

請回答：
①Mn基態原子的外圍電子排布式為3d⁵4s²，核外電子有25種不同的運動狀態，占據7種不同能量的原子軌道．
②比較兩元素的I₂、I₃可知，氣態Mn²⁺再失去一個電子比氣態G²⁺再失去一個電子難，對此，合理的解釋是?Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定，而Fe²⁺再失去一個電子形成Fe³⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定?．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、G都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數依次增大，A、C原子的L層有2個未成對電子，核外電子排布式為1s²2s²2p²、1s²2s²2p⁴，A的原子序數小于C，則A為C元素，C為O元素；B的原子序數介于碳、氧之間，則B為N元素；D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構，則D為Mg元素；D與E同主族，則E為Ca元素；G³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態，則G原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3d⁶4s²，則G為Fe元素．

解答 解：A、B、C、D、E、G都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數依次增大，A、C原子的L層有2個未成對電子，核外電子排布式為1s²2s²2p²、1s²2s²2p⁴，A的原子序數小于C，則A為C元素，C為O元素；B的原子序數介于碳、氧之間，則B為N元素；D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構，則D為Mg元素；D與E同主族，則E為Ca元素；G³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態，則G原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3d⁶4s²，則G為Fe元素．
（1）G³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態，則G原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，G為Fe元素，位于周期表d區，B為N元素，原子外圍電子排布式為2s²2p³，外圍電子排布圖為，

故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；d；；
（2）同周期元素從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢，由于N的2p電子為半充滿狀態性質穩定，則第一電離能大于O，則第一電離能C＜O＜N，同周期自左而右元素電負性增大，故電負性：C＜N＜O，
故答案為：C＜O＜N；C＜N＜O；
（3）①Mn原子核外電子數為25，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，外圍電子排布式為3d⁵4s²，核外電子沒有運動狀態相同的電子，核外有25種不同的運動狀態，占據7種不同能量的原子軌道，
故答案為：3d⁵4s²；7；
②Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定，而Fe²⁺再失去一個電子形成Fe³⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定，故則Mn²⁺再失去一個電子比氣態Fe²⁺再失去一個電子難，
故答案為：Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定，而Fe²⁺再失去一個電子形成Fe³⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及核外電子排布、電離能、電負性等，題目難度中等，注意核外電子排布對電離能的影響．