Question

【題目】X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大，其相關(guān)信息如下表：

元素	相關(guān)信息
X	原子核外有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子
Y	基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等
Z	原子半徑在同周期元素中最大
M	逐級(jí)電離能(kJ/mol)依次為 578、1 817、2 745、11 575、14 830、18 376
Q	基態(tài)原子的最外層p軌道上有兩個(gè)電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反
R	基態(tài)原子核外有7個(gè)能級(jí)且能量最高的能級(jí)上有6個(gè)電子

請(qǐng)用化學(xué)用語填空：

(1)請(qǐng)寫出Q元素基態(tài)原子的外圍電子排布圖：_______。

(2)X、Y、Z、M四種元素的原子半徑由大到小的順序是__________(用元素符號(hào)表示)。

(3)R元素可形成R2＋和R3＋，其中較穩(wěn)定的是R3＋，原因是__________。

(4)寫出Z元素的原子核外電子排布式_________。

(5)Q元素原子的未成對(duì)電子個(gè)數(shù)是________ 個(gè)。

Answer 1

【答案】 Na>Al>C>O Fe3＋的價(jià)層電子排布為3d5，處于d能級(jí)半充滿狀態(tài)，能量低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 1s22s22p63s1 1

【解析】

X原子核外有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，則X為C元素；Y基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，Y核外電子排布為1s22s22p4，所以Y應(yīng)為O元素；Z原子半徑在同一周期元素中最大，則Z為Na元素；根據(jù)M逐級(jí)電離能(kJ/mol)數(shù)值大小關(guān)系可知：M最外層有3個(gè)電子，應(yīng)為Al元素，Q基態(tài)原子的最外層p軌道上有兩個(gè)電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反，應(yīng)為Cl元素，R基態(tài)原子核外有7個(gè)能級(jí)且能量最高的能級(jí)上有6個(gè)電子，即能量最高的為3d6，應(yīng)為Fe元素，以此解答該題。

根據(jù)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，基態(tài)原子核外外圍電子排布式為3s23p5，所以Cl元素的基態(tài)原子的外圍電子排布圖為：；

(2)X是C，Y是O，Z是Na，M是Al。由于同一周期的元素，原子序數(shù)越大，原子半徑越小；不同周期的元素，原子核外電子層數(shù)越多，原子半徑越大，所以X、Y、Z、M四種元素的原子半徑由大到小的順序是：Na>Al>C>O。

(3)R是Fe元素，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去最外層2個(gè)電子形成Fe2+，Fe2+的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d6，外圍電子排布為3d6，由于原子核外電子排布時(shí)，各個(gè)軌道處于全滿、半滿或全空時(shí)能量低，處于穩(wěn)定狀態(tài)，所以當(dāng)Fe2+再失去3d軌道上的1個(gè)電子后變?yōu)?/span>3d5的半充滿的狀態(tài)，能量低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，故Fe元素形成的Fe2+和Fe3+中較穩(wěn)定的是Fe3+。

(4)Z是11號(hào)Na元素，根據(jù)構(gòu)造原理可知Na原子核外電子排布式為1s22s22p63s1。

(5)Q是Cl元素，基態(tài)原子核外電子排布式是：1s22s22p63s23p5，3p軌道數(shù)目為3，由于一個(gè)軌道上最多容納2個(gè)自旋方向相反的電子，所以Cl原子的未成對(duì)電子個(gè)數(shù)是1個(gè)。