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【题目】ABCDEF六种元素原子序数依次增大,前四种为短周期元素,EF位于第四周期。已知A是自然界中含量最多的元素;BCD同周期,且B在同周期元素中第一电离能最小;C的第一、二、三电离能分别为738 kJ·mol11451 kJ·mol17733 kJ·mol1D在同周期元素中(除稀有气体元素外)第一电离能最大;E元素为金属元素,常用于合成催化剂,其基态原子的价电子数为7F元素的某种高价盐可用作城市饮用水的净水剂,比D的单质用于净水更安全环保,F基态原子的3d能级上有6个电子。

(1)试写出下列四种元素的元素符号:A_____B_____E_____F_________

(2)写出AB两种元素组成的所有化合物的化学式:_____________

(3)写出电解CD2的化学方程式:_____

(4)EF均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据列于下表:

元素

E

F

电离能/ kJ·mol1

I1

717

759

I2

1509

1561

I3

3248

2957

E元素位于第ⅦB族,请画出基态E2+的价电子排布图:_____F元素在周期表中的位置是_____。比较两元素的I2I3可知,气态基态E2+再失去1个电子比气态基态F2+再失去1个电子更难,对此你的解释是:_____

【答案】O Na Mn Fe Na2ONa2O2 MgCl2(熔融) Mg+Cl2 第四周期第VIII Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少

【解析】

ABCDEF六种元素原子序数依次增大,前四种为短周期元素,EF位于第四周期,已知A是自然界中含量最多的元素,则AOBCD同周期,且B在同周期元素中第一电离能最小,则BNaC的第一、二、三电离能分别为738 kJ·mol11451 kJ·mol17733 kJ·mol1,则CMgD在同周期元素中(除稀有气体元素外)第一电离能最大,则DClE元素为金属元素,常用于合成催化剂,其基态原子的价电子数为7,则EMnF元素的某种高价盐可用作城市饮用水的净水剂,比D的单质用于净水更安全环保,F基态原子的3d能级上有6个电子,则FFe

(1)四种元素的元素符号:AOBNaEMnFFe;故答案为:ONaMnFe

(2)AB两种元素组成的所有化合物的化学式:Na2ONa2O2;故答案为:Na2ONa2O2

(3)电解熔融MgCl2得到镁和氯气,其化学方程式:MgCl2(熔融) Mg+Cl2;故答案为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2

(4)E元素位于第ⅦB族,基态E2+的价电子为3d5,其价电子排布图:F元素电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,因此在周期表中的位置是第四周期第VIII族。比较两元素的I2I3可知,气态基态Mn2+再失去1个电子比气态基态Fe2+再失去1个电子更难,因为Mn2+3d5Fe2+3d6Mn2+3d5半满,稳定结构,难失去电子,而Fe2+3d6易失去1个电子转变为稳定的结构;故答案为:Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少。

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