Question

下表為元素周期表中前四周期的部分元素（從左到右按原子序數遞增排列，部分涉及到的元素未給出元素符號），根據要求回答下列各小題：
（1）在以上表格中所有元素里基態(tài)原子的電子排布中4s軌道上只有1個電子的元素有

 

（填元素名稱）．
（2）根據元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表前四周期元素分成4個區(qū)域，分別為s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)，則屬于s區(qū)的元素有

 

種，屬于d區(qū)的元素有

 

種．第二周期元素中除Ne外電負性由高到低的三種元素依次是

 

，電離能由高到低的三種元素依次是

 

．
（3）Mn、Fe均為第四周期過渡元素，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

回答下列問題：
Mn元素的電子排布式為

 

，
Fe²⁺的價電子排布圖為

 

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

 

．

Answer 1

分析：（1）基態(tài)原子的電子排布中4s軌道上只有1個電子的元素為：3d軌道上沒有電子但4s軌道上有一個電子的元素、3d軌道上有5個電子且4s軌道上有1個電子的元素、3d軌道上有10個電子且4s軌道上有1個電子的元素；
（2）s區(qū)的元素為第IA、IIA族元素；d區(qū)的元素為除了第IB、IIB族元素外的過渡元素；同一周期元素中，元素的電負性隨著原子序數的增大而增大；同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以電離能由高到低的；
（3）Mn元素的原子序數是24號元素，其原子核外有24個電子，根據構造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式；
過渡元素中，其價電子為3d和4s上電子，根據構造原理書寫其價電子排布式；
原子軌道處于半滿、全滿、全空時能量更低穩(wěn)定．

解答：解：（1）3d軌道上沒有電子但4s軌道上有一個電子的元素為K、3d軌道上有5個電子且4s軌道上有1個電子的元素為Cr、3d軌道上有10個電子且4s軌道上有1個電子的元素為Cu，
故答案為：鉀、鉻、銅；
（2）s區(qū)的元素為第IA、IIA族元素，所以該周期表中屬于s區(qū)的元素有：H、Li、Be、Na、Mg、K、Ca；
d區(qū)的元素為除了第IB、IIB族元素外的過渡元素，該周期表中有Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni，共8種元素；同一周期元素中，元素的電負性隨著原子序數的增大而增大，所以二周期元素中電負性大小順序是F、O、N；
同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以二周期元素中電離能由高到低的三種元素依次是：F、N、O，
故答案為：7；8；F、O、N；F、N、O；
（3）Mn元素的原子序數是24號元素，其原子核外有24個電子，根據構造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d⁵4s²；
過渡元素中，其價電子為3d和4s上電子，亞鐵離子核外有24個電子，根據構造原理知其價電子排布圖為；
Mn²⁺轉化為Mn³⁺時，3d能級由較穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)轉為不穩(wěn)定的3d⁴狀態(tài)需要的能量較多；而Fe²⁺到Fe³⁺時，3d能級由不穩(wěn)定的3d⁶到穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)，需要的能量相對要少；
故答案為：[Ar]3d⁵4s²；；由Mn²⁺轉化為Mn³⁺時，3d能級由較穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)轉為不穩(wěn)定的3d⁴狀態(tài)需要的能量較多；而Fe²⁺到Fe³⁺時，3d能級由不穩(wěn)定的3d⁶到穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)，需要的能量相對要少．

點評：本題考查了元素周期表和元素周期律的綜合應用，涉及核外電子排布式的書寫、電負性大小的判斷、第一電離能大小的判斷等知識點，根據元素周期律來分析解答即可，題目難度不大．