元 素 A B C D E I1/eV 13.0 4.3 5.7 7.7 21.6 I2/eV 23.9 31.9 47.4 15.1 41.1 I3/eV 40.0 47.8 71.8 80.3 65.2 现有5种元素,A、B、C、D、E,其I1~I3分别如下表,根据表中数据判断其中的金属元素有 ,稀有气体元素有 ,最活泼的金属是 ,显二价的金属是 。
13、根据以下数据估算第43号人造元素得(Tc)的金属半径(单位为pm),并说明做出估计的依据:
第四周期元素 原子半径/pm 第五周期元素 原子半径/pm 第六周期元素 原子半径/pm
14、右图表示元素X的头五级电离能的对数值,试推测X可能是哪些元素?
15、已知某元素的原子序数是50,试推测该元素 (1)原子的电子层结构; (2)处在哪一周期哪一族? (3)是金属还是非金属?
(4)最高氧化态及其氧化物的酸碱性。 参考答案: 1、H3
2、14C不加权不会影响计算结果的有效数字,因其丰度太低了。 3、(1)50 (2)139 (3)七 ⅣA 7s27p2
4、A原子的M层电子数比B原子的M层的电子数少7个,说明B原子的M层已经排满;A原子的N层的电子数比B原子的N层的电子数少4个,说明B原子的4s轨道已经排满,由电子排布的知识很容易判断出A B来。A为钒(V),电子排布式为[Ar]3d34s2;B为硒(Se),[Ar]3d104s24p4
5、(1)稀有气体元素原子的外层电子构型为ns2np6,即s和p能级是全满的,因此上述C是稀有气体元素,它是Ne。 (2)过渡元素在化合物中具有可变的化合价,因此它们的氧化
- 16 -
+
Ti Zr V Nb Cr Mo Mn Tc Fe Ru Co Rh Ni Pd 147 134 127 126 126 125 124 160 146 139 Hf Ta W □ 134 134 137 Re Os Ir Pt 159 146 140 137 135 136 139 物往往具催化性质。在上述五种元素中,A是过渡元素,它的氧化物MnO2是KClO3热分解反应的催化剂。 (3)由第一电离能在同一周期和同一族内的递变规律。可以推想到,第一电高能较大的元素应集中在p区元素的右上角区域,而上述五种元素中,C正处于这一区域,因此C是这五种元素中第一电离能最大的元素。
6、由于第一层仅有s亚层,第二层出现2p,第三层出现3d,第四层出现4f,可推知第五层新增5g,第六层新增6h,各亚层排布的电子数为s2、p6、d10、f 14、g18、h22,电子的排布遵循,ns → (n-4)h → (n-3)g → (n-2)f → (n-1)d →?的顺序。
Eu(63号)和Te(52号)的电子排布式分别为:Eu:[Xe]5f 76s2 Te:[Kr]4d105s25p4 第九周期最后一个元素应从9s开始排布,以118号稀有气体为原子核:[118]9s26h226g187f
14
8d109p6。原子序数为:118+2+18+14+10+6=168
第十周期最后一个元素从10s开始排布,以168号稀有气体为原子核:[168]10s26h227g188f 9d1010p6,原子序数为:168+2+22+18+14+10+6=240 7、(1)1 ; -1 (2)1.6×108、1.23×10
-10
-13
14
; 1.2×10 20 (3)H+OH=H2O
-
+
(m) ; 3.88×10
-10
(m)
9、(1)、(2)、(4)、(5)、(6)组不能存在。因为:(1)n=l时,l只能为0,m也只能为0,ms能为+1/2或-1/2;(2)n=3,l=l时,m只能为0或+1,或-1;(4)n=2,l只能为0或1,ms只能为1/2或-1/2。n=2,l只能为0或1;(6)ms只能为1/2或-1/2
10、Fe的原子序数为26,轨道分组为:(1s2)(2s22p6)(3s23p6)(3d6)(4s2),其中3s Z*=14.75 3p Z*=14.75 3d Z*=6.25 4s Z*=3.75。所以有E3s=E3p=-52.7×10-9.46×10×10
-15
-18
-18
J,E3d=
J,E4s=-1.92×10
-15
-15
-18
J。对于2s、2p Z*=21.8,1s Z*=25.70。E2s=E2p=-0.260
J,E1s=-1.439×10
J
J。故Fe系统的能量:E=2E1s+2E2s+6E2p+2E3s+6E3p+6E3d
+2E4s=-5.44×10
提示:由于其他电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷,从而引起有效核电荷的降低,削弱了核电荷对该电子的吸引,这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。因此,对于多电子原子来说,如果考虑到屏蔽效应,则每一个电子的能量应为:E=-13.6×(Z-σ)2/n2(eV),从式中可见,如果能知道屏蔽常数σ,则可求得多电子原子中各能级的近似能量。影响屏蔽常数大小的因素很多,除了与屏蔽电子的数目和它所处原子轨道的大小和形状有关以外,还与被屏蔽电子离校的远近和运动状态有关σ屏蔽常数。可用斯莱脱提出的计算屏蔽常数的规则求得。斯莱脱规则如下:将原子中的电子分成如下几组:(1s)(2s,2p)(3s,3p)(3d)(4s,4p)(4d)(4f)(5s,5p),如此类推。①位于被屏蔽电子右边的各组,对被屏蔽电子的σ=0近似的可认为:外层电子对内层电子没有屏蔽作用。②1s轨道上两个电子之间σ=0.30。其他主量子数相同的各分层电子之间的σ=0.35。③当被屏蔽电子为ns或n p时,则主量子数为(n-1)的各电子对它们的σ=0.85,而小于(n-1)的各电子对它们的屏蔽常数σ=1.00。④被屏蔽电子为nd或n f电子时,则位于它左边各组电子对它们的屏蔽常数σ=1.00。在计算某原子中某个电子的σ值时,可将有关屏蔽电子对该电子的σ值相加而得。
11、B、D、E、C、F、A、G、H
- 17 -
12、B、C、D E B D 13、136 pm
14、X可能是Mg、Ca、Sr或Ba
15、(1)[Kr]4d105s25p2 (2)第五周期ⅣA族,它是Sn元素 (3)此元素外层轨道上有2个p电子,应具有一定的非金属性,但所处的周期数较大,金属性更为显著,因此它是金属元素 (4)最高氧化态是+4,相应的氧化物为SnO2,属两性氧化物。
- 18 -