Question

【題目】按要求完成下列問題：

(1)研究發現，在CO2低壓合成甲醇反應(CO2＋3H2 === CH3OH＋H2O)中，Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應用前景。回答下列問題：

Co基態原子核外電子排布式為________，元素Mn與O中，第一電離能較大的是_____，基態原子核外未成對電子數較多的是________。

(2)我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。

回答下列問題：

①氮原子的價電子排布圖為_________。

②元素的基態氣態原子得到一個電子形成氣態負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是________；氮元素的E1呈現異常的原因是_______。

Answer 1

【答案】[Ar]3d74s2 O Mn 同周期元素隨核電荷數依次增大，原子半徑逐漸變小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大 N原子的2p軌道為半充滿狀態，具有額外穩定性，故不易結合一個電子

【解析】

根據核外電子排布規律書寫核外電子排布式和價電子排布圖，根據原子半徑比較第一電離能大小，結合原子軌道處于半充滿狀態更穩定分析解答。

(1)Co為27號元素，原子核外共有27個電子，則其原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2，由于元素Mn和O中，O為非金屬元素，Mn為金屬元素，且原子半徑：O＜Mn，所以第一電離能O＞Mn，O的基態原子價電子式為2s22p4，其核外未成對電子數為2，Mn的基態原子價電子式為3d54s2，其核外未成對電子數為5，則基態原子核外未成對電子數較多的是Mn，故答案為：[Ar]3d74s2；O；Mn；

(2)①N為7號元素，原子核外電子排布式為1s22s22p3，其價電子排布圖為，故答案為：；

②同周期元素隨核電荷數依次增大，原子半徑逐漸變小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大，但由于N原子的2p軌道為半充滿狀態，具有額外穩定性，故不易結合一個電子，所以除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大，故答案為：同周期元素隨核電荷數依次增大，原子半徑逐漸變小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大；N原子的2p軌道為半充滿狀態，具有額外穩定性，故不易結合一個電子；