Question

教材中給出的各物質的第一電離能的數據如下：

請回答下列問題：
（1）a點代表的元素是

 

．a點的第一電離能比b點高理由是：

 

．
（2）d點代表的元素的第一電離能處在峰頂原因是：

 

．稀有氣體中的Xe能形成氧化物XeO₃，已知該氙原子上有1對孤對電子，則XeO₃分子構型為

 

型結構；Xe的雜化類型為

 

．
（3）上圖中也給出了過渡元素的第一電離能數據，他們都與核外電子的排布有關，則Cu的外圍電子排布式為：

 

．
（4）Mn 元素的外圍電子排布式為3d⁵4s²，Fe元素的外圍電子排布式為3d⁶4s²，請解釋Mn的第三電離能比Fe的第三電離能大的原因是：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據a點的位置判斷，第VA族元素最外層的nP為半滿狀態較穩定；
（2）d為Ne元素，最外層是8電子穩定結構；根據價層電子對數判斷；
（3）Cu的外圍電子為全滿和半滿排布；
（4）原子軌道處于半滿、全滿時能量更低穩定．

解答：解：（1）根據a點的位置可知a點代表的元素是N，N元素位于第VA族元素最外層的2P為半滿狀態較穩定，故答案為：N；N中2p軌道半充滿，失去一個電子較難；
（2）d為Ne元素，最外層是8電子穩定結構；稀有氣體中的Xe能形成氧化物XeO₃，已知該氙原子上有1對孤對電子，所以Xe的價層電子對數為4，有1對孤對電子，所以是三角錐形，雜化類型為sp³，故答案為：最外層已達到8電子穩定結構；三角錐；sp³；
（3）Cu的外圍電子為全滿和半滿排布，所以Cu的外圍電子排布式為：3d¹⁰4s¹；故答案為：3d¹⁰4s¹；
（4）Mn元素為25號元素，核外電子排布式為[Ar]3d⁵4s²，所以價層電子排布式為3d⁵4s²．
由Mn²⁺轉化為Mn³⁺時，3d能級由較穩定的3d⁵半充滿狀態轉為不穩定的3d⁴狀態需要的能量較多；而Fe²⁺到Fe³⁺時，3d能級由不穩定的3d⁶到穩定的3d⁵半充滿狀態，需要的能量相對要少．
故答案為：由Mn²⁺轉化為Mn³⁺時，3d能級由較穩定的3d⁵半充滿狀態轉為不穩定的3d⁴狀態需要的能量較多；而Fe²⁺到Fe³⁺時，3d能級由不穩定的3d⁶到穩定的3d⁵半充滿狀態，需要的能量相對要少．

點評：本題考查電子排布式、電離能、雜化、分子的空間構型等，涉及知識點較多，難度中等，是對知識與能力綜合考查．