Question

20．已知A、B、C、D、E、G都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大．其中A、C原子的L层有2个未成对电子．D与E同主族，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构．G³⁺离子M层3d轨道电子为半满状态．请根据以上情况，回答下列问题：
（1）写出G基态原子的电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，G位于周期表d区；画出B基态原子外围电子的电子排布图．
（2）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N；电负性由小到大的顺序为C＜N＜O．（用相应的元素符号表示）
（3）G和Mn（质子数为25）两元素的部分电离能数据列于下表：

元素		Mn	G
电离能（kJ/mol）	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

请回答：
①Mn基态原子的外围电子排布式为3d⁵4s²，核外电子有25种不同的运动状态，占据7种不同能量的原子轨道．
②比较两元素的I₂、I₃可知，气态Mn²⁺再失去一个电子比气态G²⁺再失去一个电子难，对此，合理的解释是?Mn²⁺的3d轨道电子排布为半满状态较稳定，而Fe²⁺再失去一个电子形成Fe³⁺的3d轨道电子排布为半满状态较稳定?．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、G都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大，A、C原子的L层有2个未成对电子，核外电子排布式为1s²2s²2p²、1s²2s²2p⁴，A的原子序数小于C，则A为C元素，C为O元素；B的原子序数介于碳、氧之间，则B为N元素；D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构，则D为Mg元素；D与E同主族，则E为Ca元素；G³⁺离子M层3d轨道电子为半满状态，则G原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3d⁶4s²，则G为Fe元素．

解答 解：A、B、C、D、E、G都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大，A、C原子的L层有2个未成对电子，核外电子排布式为1s²2s²2p²、1s²2s²2p⁴，A的原子序数小于C，则A为C元素，C为O元素；B的原子序数介于碳、氧之间，则B为N元素；D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构，则D为Mg元素；D与E同主族，则E为Ca元素；G³⁺离子M层3d轨道电子为半满状态，则G原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3d⁶4s²，则G为Fe元素．
（1）G³⁺离子M层3d轨道电子为半满状态，则G原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，G为Fe元素，位于周期表d区，B为N元素，原子外围电子排布式为2s²2p³，外围电子排布图为，

故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；d；；
（2）同周期元素从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，由于N的2p电子为半充满状态性质稳定，则第一电离能大于O，则第一电离能C＜O＜N，同周期自左而右元素电负性增大，故电负性：C＜N＜O，
故答案为：C＜O＜N；C＜N＜O；
（3）①Mn原子核外电子数为25，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，外围电子排布式为3d⁵4s²，核外电子没有运动状态相同的电子，核外有25种不同的运动状态，占据7种不同能量的原子轨道，
故答案为：3d⁵4s²；7；
②Mn²⁺的3d轨道电子排布为半满状态较稳定，而Fe²⁺再失去一个电子形成Fe³⁺的3d轨道电子排布为半满状态较稳定，故则Mn²⁺再失去一个电子比气态Fe²⁺再失去一个电子难，
故答案为：Mn²⁺的3d轨道电子排布为半满状态较稳定，而Fe²⁺再失去一个电子形成Fe³⁺的3d轨道电子排布为半满状态较稳定．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、电负性等，题目难度中等，注意核外电子排布对电离能的影响．