Question

14．如圖是元素周期表的一部分．表中所列的字母分別代表一種化學元素．

試回答下列問題：
（1）元素p的原子的電子占有7種能量不同的原子軌道．
（2）e、f、g、h四種元素形成的離子半徑由大到小順序為O^2-＞F^-＞Na⁺＞Mg²⁺（用離子符號表示）
（3）單質d與單質a反應的產物的分子中中心原子的雜化形式為sp³，該分子是極性（填“極性”或“非極性”）分子．
（4）h的單質在空氣中燃燒發出耀眼的白光，請用原子結構的知識解釋發光的原因：基態原子中電子獲得能量躍遷到激發態，電子從能量較高的軌道躍遷到能力較低的軌道時，以光（子）的形式釋放能量．
（5）o、p兩元素的部分電離能數據列于下表：

元素		O	p
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O²⁺再失去一個電子比氣態p²⁺再失去一個電子難．對此，你的解釋是Mn²⁺的外圍電子排布為3d⁵，是半滿狀態較穩定，再失電子較難；Fe²⁺為3d⁶，失去一個電子后為半充滿狀態，因而相對易失去一個電子；
（6）a、d、e可以形成一種鹽，此鹽的組成中a、d、e元素的原子個數比為4：2：3，此鹽的化學式為NH₄NO₃，含有的化學鍵為離子鍵、共價鍵、配位鍵．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置，可知a為H、b為Li、c為C、d為N、e為O、f為F、g為Na、h為Mg、i為Al、j為Si、k為S、l為Cl、m為Ar、n為K、o為Mn、p為Fe．
（1）p為Fe，原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）電子層結構相同，核電荷數越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大；
（3）單質d與單質a反應的產物為NH₃；
（4）電子從能量較高的軌道躍遷到能力較低的軌道時，以光（子）的形式釋放能量；
（5）Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定；Fe²⁺為3d⁶，失去一個電子后為半充滿狀態；
（6）組成中H、N、O元素的原子個數比為4：2：3的鹽為NH₄NO₃．

解答 解：由元素在周期表中位置，可知a為H、b為Li、c為C、d為N、e為O、f為F、g為Na、h為Mg、i為Al、j為Si、k為S、l為Cl、m為Ar、n為K、o為Mn、p為Fe．
（1）p為Fe，原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，有7個不同的能級，故電子占有7種能量不同的原子軌道，故答案為：7；
（2）O^2-、F^-、Na⁺、Mg²⁺離子電子層結構相同，核電荷數越大離子半徑越小，故離子半徑：O^2-＞F^-＞Na⁺＞Mg²⁺，
故答案為：O^2-＞F^-＞Na⁺＞Mg²⁺；
（3）單質d與單質a反應的產物為NH₃，分子中N原子價層電子對數為3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，故N原子采取sp³　雜化，為三角錐形結構，分子中正負電荷重心不重合，屬于極性分子，
故答案為：sp³；極性；
（4）Ng單質在空氣中加熱，基態原子中電子獲得能量躍遷到激發態，電子從能量較高的軌道躍遷到能力較低的軌道時，以光（子）的形式釋放能量，發出耀眼的白光，
故答案為：基態原子中電子獲得能量躍遷到激發態，電子從能量較高的軌道躍遷到能力較低的軌道時，以光（子）的形式釋放能量；
（5）錳元素的原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，Mn²⁺的外圍電子排布為3d⁵，是半滿狀態較穩定，再失電子較難；而鐵的原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，Fe²⁺為3d⁶，失去一個電子后為半充滿狀態，因而相對易失去一個電子，
故答案為：Mn²⁺的外圍電子排布為3d⁵，是半滿狀態較穩定，再失電子較難；Fe²⁺為3d⁶，失去一個電子后為半充滿狀態，因而相對易失去一個電子；
（6）組成中H、N、O元素的原子個數比為4：2：3的鹽為NH₄NO₃，含有離子鍵、共價鍵、配位鍵，
故答案為：NH₄NO₃；離子鍵、共價鍵、配位鍵．

點評 本題是對物質結構的考查，需要學生熟練掌握元素周期表結構、元素周期律，難度中等，（4）（5）為易錯點、難點，注意從結構上理解躍遷、電離能問題．