Question

14．如圖是元素周期表的一部分．表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素．

試回答下列問題：
（1）元素p的原子的電子占有7種能量不同的原子軌道．
（2）e、f、g、h四種元素形成的離子半徑由大到小順序?yàn)镺^2-＞F^-＞Na⁺＞Mg²⁺（用離子符號表示）
（3）單質(zhì)d與單質(zhì)a反應(yīng)的產(chǎn)物的分子中中心原子的雜化形式為sp³，該分子是極性（填“極性”或“非極性”）分子．
（4）h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，請用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋發(fā)光的原因：基態(tài)原子中電子獲得能量躍遷到激發(fā)態(tài)，電子從能量較高的軌道躍遷到能力較低的軌道時(shí)，以光（子）的形式釋放能量．
（5）o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表：

元素		O	p
電離能 /kJ•mol-1	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

比較兩元素的I₂、I₃可知，氣態(tài)O²⁺再失去一個(gè)電子比氣態(tài)p²⁺再失去一個(gè)電子難．對此，你的解釋是Mn²⁺的外圍電子排布為3d⁵，是半滿狀態(tài)較穩(wěn)定，再失電子較難；Fe²⁺為3d⁶，失去一個(gè)電子后為半充滿狀態(tài)，因而相對易失去一個(gè)電子；
（6）a、d、e可以形成一種鹽，此鹽的組成中a、d、e元素的原子個(gè)數(shù)比為4：2：3，此鹽的化學(xué)式為NH₄NO₃，含有的化學(xué)鍵為離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置，可知a為H、b為Li、c為C、d為N、e為O、f為F、g為Na、h為Mg、i為Al、j為Si、k為S、l為Cl、m為Ar、n為K、o為Mn、p為Fe．
（1）p為Fe，原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大；
（3）單質(zhì)d與單質(zhì)a反應(yīng)的產(chǎn)物為NH₃；
（4）電子從能量較高的軌道躍遷到能力較低的軌道時(shí)，以光（子）的形式釋放能量；
（5）Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態(tài)較穩(wěn)定；Fe²⁺為3d⁶，失去一個(gè)電子后為半充滿狀態(tài)；
（6）組成中H、N、O元素的原子個(gè)數(shù)比為4：2：3的鹽為NH₄NO₃．

解答 解：由元素在周期表中位置，可知a為H、b為Li、c為C、d為N、e為O、f為F、g為Na、h為Mg、i為Al、j為Si、k為S、l為Cl、m為Ar、n為K、o為Mn、p為Fe．
（1）p為Fe，原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，有7個(gè)不同的能級，故電子占有7種能量不同的原子軌道，故答案為：7；
（2）O^2-、F^-、Na⁺、Mg²⁺離子電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，故離子半徑：O^2-＞F^-＞Na⁺＞Mg²⁺，
故答案為：O^2-＞F^-＞Na⁺＞Mg²⁺；
（3）單質(zhì)d與單質(zhì)a反應(yīng)的產(chǎn)物為NH₃，分子中N原子價(jià)層電子對數(shù)為3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，故N原子采取sp³　雜化，為三角錐形結(jié)構(gòu)，分子中正負(fù)電荷重心不重合，屬于極性分子，
故答案為：sp³；極性；
（4）Ng單質(zhì)在空氣中加熱，基態(tài)原子中電子獲得能量躍遷到激發(fā)態(tài)，電子從能量較高的軌道躍遷到能力較低的軌道時(shí)，以光（子）的形式釋放能量，發(fā)出耀眼的白光，
故答案為：基態(tài)原子中電子獲得能量躍遷到激發(fā)態(tài)，電子從能量較高的軌道躍遷到能力較低的軌道時(shí)，以光（子）的形式釋放能量；
（5）錳元素的原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，Mn²⁺的外圍電子排布為3d⁵，是半滿狀態(tài)較穩(wěn)定，再失電子較難；而鐵的原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，F(xiàn)e²⁺為3d⁶，失去一個(gè)電子后為半充滿狀態(tài)，因而相對易失去一個(gè)電子，
故答案為：Mn²⁺的外圍電子排布為3d⁵，是半滿狀態(tài)較穩(wěn)定，再失電子較難；Fe²⁺為3d⁶，失去一個(gè)電子后為半充滿狀態(tài)，因而相對易失去一個(gè)電子；
（6）組成中H、N、O元素的原子個(gè)數(shù)比為4：2：3的鹽為NH₄NO₃，含有離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵，
故答案為：NH₄NO₃；離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，需要學(xué)生熟練掌握元素周期表結(jié)構(gòu)、元素周期律，難度中等，（4）（5）為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，注意從結(jié)構(gòu)上理解躍遷、電離能問題．