Question

【題目】現有七種元素，其中A、B、C、D、E為短周期主族元素，F、G為第4周期元素，它們的原子序數依次增大。請根據下列相關信息，回答問題。

元素	相關信息
A	元素的核外電子數和電子層數相等，也是宇宙中最豐富的元素
B	元素原子的核外p電子數比s電子數少1
C	原子的第一至第四電離能分別是I1＝738 kJ·mol－1； I2＝1 451 kJ·mol－1；I3＝7 733 kJ·mol－1；I4＝10 540 kJ·mol－1
D	原子核外所有p軌道全滿或半滿
E	元素的主族序數與周期數的差為4
F	是前四周期中電負性最小的元素
G	在周期表的第七列

(1)B基態原子中能量最高的電子，其電子云在空間有______個伸展方向，原子軌道呈________形。

(2)某同學根據上述信息，推斷C基態原子的軌道表示式為該同學所畫的軌道表示式違背了________________。

(3)G位于______族__________區，價電子排布式為________________。

(4)檢驗F元素的方法是________，請用原子結構的知識解釋產生此現象的原因：_____________。

(5)寫出E的單質與水反應的離子方程式：_____________________________________

(6)寫出DA3的電子式_______________________（用元素符號）

Answer 1

【答案】3 啞鈴 泡利原理 ⅦB d 3d54s2 焰色反應 基態原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高的能級，變成激發態電子，電子從能量較高的激發態躍遷到較低能量的激發態或基態時，將以光的形式釋放能量 Cl2+H20==H++Cl-+HClO

【解析】

A元素的核外電子數和電子層數相等，也是宇宙中最豐富的元素，A為H元素；
B元素原子的核外p電子數比s電子數少1，B有2個電子層，為1s22s22p3，故B為N元素；
由C原子的第一至第四電離能數據可知，第三電離能突然增大，故C表現+2價，處于ⅡA族，原子序數大于N元素，故C為Mg元素；
D處于第三周期，D原子核外所有p軌道全滿或半滿，最外層排布為3s23p3，故D為P元素；
E處于第三周期，E元素的主族序數與周期數的差為4，E處于第ⅦA族，故E為Cl元素；
F是前四周期中電負性最小的元素，F為第四周期元素，故F為K元素，
G在第四周期周期表的第7列，G為Mn元素。

（1）(1)B是N原子，基態原子中能量最高的電子排布在2p能級上，其電子云在空間有px、py、pz 3個伸展方向，原子軌道呈啞鈴形。

(2) 根據泡利不相容原理，1個原子軌道只能容納2個自旋方向相反的電子，該同學所畫的電子排布圖中3s能級，2個電子自旋方向相同，違背了泡利原理；

（3）G為Mn元素，是25號元素，位于第四周期第ⅦB族，最后填充的為d電子，為d區元素，價電子排布式為3d54s2；
(4) 當基態原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高的能級，變成激發態電子，電子從能量較高的激發態躍遷到較低能量的激發態或基態時，將以光的形式釋放能量；含有K元素的溶液在酒精燈火焰上灼燒時，透過藍色鈷玻璃能觀察到紫色火焰，檢驗K元素的方法是焰色反應。

(5)E是Cl元素，氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，反應的離子方程式是Cl2+H2O==H++Cl-+HClO；

（6）PH3中心原子P原子滿足8電子穩定結構，電子式為。