Question

12．（1）位于第4周期元素Q和T，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，且原子序數T比Q多2．T的基態原子外圍電子排布為3d⁸4s²，Q²⁺的未成對電子數是4．
（2）Fe、Mn兩元素的部分電離能數據列于下表：

元    素		Mn	Fe
電離能 /kJ•mol-1	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

比較兩元素的I₂、I₃可知，氣態Mn²⁺再失去一個電子比氣態Fe²⁺再失去一個電子難．對此，你的解釋是由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．

Answer 1

分析 （1）位于第4周期元素Q和T，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，則Q、T處于第Ⅷ族，且原子序數T比Q多2，則Q為Fe元素，T為Ni元素，再結合核外電子排布規律解答；
（2）根據錳、鐵原子核外電子排布結合軌道處于半滿、全滿、全空時能量更低穩定分析．

解答 解：（1）位于第4周期元素Q和T，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，則Q、T處于第Ⅷ族，且原子序數T比Q多2，則Q為Fe元素，T為Ni元素，Ni元素是28號元素，Ni原子價電子排布式為3d⁸4s²，Fe²⁺的核外電子排布式為1s²4s²2p⁶3s²3d⁶，3d能級有4個單電子，
故答案為：3d⁸4s²；4；
（2）Mn元素的原子序數是24號元素，其原子核外有24個電子，其基態原子核外電子排布式為[Ar]3d⁵4s²，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；鐵原子序數是26，核外電子數為26，該元素原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，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 本題考查元素周期表、核外電子排布、電離能大小比較，根據“周期表中既處于同一周期又位于同一族”確定元素是關鍵，題目難度中等．