1、 第 15 讲 物质结构与性质 考点 一 原子结 构与元素性 质的关系 题组训练 考能 1根据下列五种元素的第一至第四电离能数据( 单位：kJ mol 1 ) ，回答下列各题。 元素代号 I 1I 2I 3I 4Q 2 080 4 000 6 100 9 499 R 500 4 600 6 900 9 500 S 740 1 500 7 700 10 500 T 580 1 800 2 700 11 600 U 420 3 100 4 400 5 900 (1) 在周期表中，最可能 处于同一族的是_ 。 A Q 和 R B S 和 T C T 和 U D R 和 T E R 和 U (2) 下
2、列离子的氧化性最 弱的是_。 A S 2 B R 2 C T 3 D U (3) 下列元素中，化学性 质和物理性质最像 Q 元素的是_。 A 硼 B 铍 C 氦 D 氢 (4) 每种元素都出现相邻 两个电离能的数据相差较大的情况， 这一事实从一个侧 面说明：_。 如果 U 元素是短周期元素， 你估计它的第 2 次电离能飞跃数据将发生在失去第 _个电子时。 (5) 如果 R 、S 、T 是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺 序是_ ， 其 中 _ 元 素 的 第 一 电 离 能 异 常 高 的 原 因 是 _ 。 解析 (1) 根据电离能的 变化趋势知，Q 为稀有气体元素，R 为
3、第A 族元素， S 为第A 族元素，T 为第A 族元素，U 为第A 族元素，所以 R 和 U 处于 同一主族。 (2) 由于 U 为第A 族 元素且比 R 电离能小，所以 U 的氧化性最弱。 (3) 由于 Q 是稀有气体 元素，所以氦的物理性质和化学性质与此最像。 (4) 电离能的突跃变化， 说明核外电子是分层排布的。 若 U 是短周期元素， 则 U 是 Na ，其核外电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ， 由于 2s 2 2p 6 所处能层相 同，所以它 的第 2 次电离能飞跃数据发生在失去第 10 个电子时。 (5) 同一周期，第一电离 能呈增大趋势，但 A 、A 族比相
4、邻元素高，是因为 其最外层电子呈全充满或半充满结构。 答案 (1)E (2)D (3)C (4) 电子分层排布，各能 层能量不同 10 (5)R S T S S 元 素的最外层电子处于 s 能级为全充满状态， 能量较低， 比 较稳定，失去一个电子吸收的能量较多 2物质结构决定性质，深入研究物质的微观结构，有利于理解物质变化的本质。 请回答下列问题： (1)C 、Si 、N 的电负性由大到小的顺序是_；C 、N 、O 、F 的 第一电离 能由大到小的顺序是_。 (2)A 、B 均为短周期金 属元素。依据表中的数据，写出 B 原子的电子 排布式 ： _。 电离能/(kJ mol 1 ) I 1I
5、2I 3I 4A 932 1 821 15 390 21 771 B 738 1 451 7 733 10 540 (3) 过渡金属离子与水分 子形成的配合物是否有颜色， 与其 d 轨道电子 排布有关。 一般而言， 为 d 0 或 d 10 排布时， 无颜色； 为 d 1 d 9 排布时， 有颜色 ， 如Co(H 2 O) 6 2 显粉红色。据此判断，Mn(H 2 O) 6 2 _ 颜色( 填“无”或“ 有”) 。 (4)L 的原子核外电子占 有 9 个轨道， 而且有一个未成对电子， L 是_( 填 元素符号) 。 解析 (1) 依据元素周期 表进行判 断，C 、Si 属 于同一主族，从上到下
6、电负性逐 渐减弱， 所以 C 的电负性大于 Si 的，C 、N 属 于同一周期， 从左到右电负性逐 渐增大，所以 C 的电负性小于 N 的；由于 N 的 3p 轨道半充满，电子能量低 ， 故第一电离能 N 的大于 O 的， 再根据同周期 元素第一电离能的变化规律可知： FNOC 。(2) 由 I 2 与 I 3 相差很大可知 A 、B 均是A 族元素，又由 A 的第一 电离能大于 B 的可知 A 在 B 的上一周期， 所以 B 只能在第 3 周期， 为 Mg 。 (3)Mn 的电子 排布 式为Ar3d 5 4s 2 ，Mn 2 为Ar3d 5 ，故其水 合物 有色。(4)L 原 子 核外 的
7、9 个轨道依次为 1s 、2s 、2p 、3s 、3p 中的所 有轨道， 由题意可知其排布式为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ，则 L 为 Cl 。 答案 (1)NCSi FNOC (2)1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 或Ne3s 2(3) 有 (4)Cl 易错警示 (1) 在写基态原子的电子 排布图时，常出现以下错误： (2) 当出现 d 轨道时， 虽然电子按 ns 、(n1)d 、np 的顺序填充，但在书写电子 排布式时，仍把(n1)d 放在 ns 前，如 Fe ：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 正 确，Fe ： 1s 2
8、2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 错 误。 (3) 注意比较原子核外电 子排布式、 简化电子排布式、 原子外围电子排布式的 区 别 与 联 系 。 如 Cu 的 电 子 排 布 式 ：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 ； 简 化 电 子 排 布 式 ： Ar3d 10 4s 1 ；外围电子 排布式：3d 10 4s 1 。 (4) 当元素的原子轨道处 于全空、 半充满、 全满状态时， 结构最稳定、 能量最低 ， 元素的电离能出现反常， 一般较高， 如同周期 元素的第一电离能的 A 族元素 大于A 族元素， A 族元素大于A 族元素。
