题目内容
【题目】X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:
元素 | 相关信息 |
X | 原子核外有6种不同运动状态的电子 |
Y | 基态原子中s电子总数与p电子总数相等 |
Z | 原子半径在同周期元素中最大 |
M | 逐级电离能(kJ/mol)依次为 578、1 817、2 745、11 575、14 830、18 376 |
Q | 基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反 |
R | 基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子 |
请用化学用语填空:
(1)请写出Q元素基态原子的外围电子排布图:_______。
(2)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由大到小的顺序是__________(用元素符号表示)。
(3)R元素可形成R2+和R3+,其中较稳定的是R3+,原因是__________。
(4)写出Z元素的原子核外电子排布式_________。
(5)Q元素原子的未成对电子个数是________ 个。
【答案】 Na>Al>C>O Fe3+的价层电子排布为3d5,处于d能级半充满状态,能量低,结构稳定 1s22s22p63s1 1
【解析】
X原子核外有6种不同运动状态的电子,则X为C元素;Y基态原子中s电子总数与p电子总数相等,Y核外电子排布为1s22s22p4,所以Y应为O元素;Z原子半径在同一周期元素中最大,则Z为Na元素;根据M逐级电离能(kJ/mol)数值大小关系可知:M最外层有3个电子,应为Al元素,Q基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,应为Cl元素,R基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子,即能量最高的为3d6,应为Fe元素,以此解答该题。
根据上述分析可知:X是C,Y是O,Z是Na,M是Al,Q是Cl,R是Fe元素。
(1)Q是Cl元素,基态原子核外外围电子排布式为3s23p5,所以Cl元素的基态原子的外围电子排布图为:;
(2)X是C,Y是O,Z是Na,M是Al。由于同一周期的元素,原子序数越大,原子半径越小;不同周期的元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大,所以X、Y、Z、M四种元素的原子半径由大到小的顺序是:Na>Al>C>O。
(3)R是Fe元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去最外层2个电子形成Fe2+,Fe2+的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6,外围电子排布为3d6,由于原子核外电子排布时,各个轨道处于全满、半满或全空时能量低,处于稳定状态,所以当Fe2+再失去3d轨道上的1个电子后变为3d5的半充满的状态,能量低,结构稳定,故Fe元素形成的Fe2+和Fe3+中较稳定的是Fe3+。
(4)Z是11号Na元素,根据构造原理可知Na原子核外电子排布式为1s22s22p63s1。
(5)Q是Cl元素,基态原子核外电子排布式是:1s22s22p63s23p5,3p轨道数目为3,由于一个轨道上最多容纳2个自旋方向相反的电子,所以Cl原子的未成对电子个数是1个。
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