Question

【題目】已知元素周期表中共有18縱行，下圖中實線表示元素周期表的邊界。按電子排布，可把周期表里的元素劃分為下列幾個區：s區、p區、d區、ds區等。除ds區外，其他區的名稱來自構造原理最后填入的電子的能級符號。

(1)請在圖中用實線畫出s區、p區、d區、ds區的邊界線，并分別用陰影和表示d區和ds區____。

(2)有的同學受這種劃分的啟發，認為d區內6、7縱行的部分元素可以排在另一區，你認為應排在__________區。

(3)在元素周期表中4s軌道半充滿的元素為__________(填元素符號)

(4)請利用電子排布的相關知識解釋Fe3＋比Fe2＋穩定的原因______________________。

Answer 1

【答案】 ds K、Cr、Cu Fe的價電子排布式為3d64s2，Fe2＋和Fe3＋的價電子排布式分別為3d6、3d5，依據“能量相同的軌道處于全空、全充滿和半充滿時能量最低”的原則，3d5處于半充滿狀態，結構更穩定，故Fe3＋比Fe2＋穩定

【解析】

（1）ⅠA、ⅡA族最后填充s電子，為s區；ⅢA～零族為p區，第ⅢB～ⅤⅡB族和第ⅤⅢ為d區；ⅠB和ⅡB族為ds區；
（2）區內6、7縱行的部分元素，d軌道半滿，s電子半滿或全滿，為穩定結構，與ds區元素的穩定結構相似，則可以排在ds區；
（3）K的外圍電子排布為3d64s1，為4s軌道半充滿；Cr的外圍電子排布為3d54s1，為4s軌道半充滿；Cu的外圍電子排布為3d104s1，為4s軌道半充滿，所以4s軌道半滿的為K、Cr、Cu；
（4）Fe的價電子排布式為3d64s2，Fe2+和Fe3+的價電子排布式分別為3d6、3d5，依據“能量相同的軌道處于全空、半充滿和全充滿時能量最低”的原則，3d5處于半充滿狀態，結構更穩定，故Fe3+比Fe2+穩定。