Question

【題目】A、B、C、D、E、F六種元素原子序數依次增大，前四種為短周期元素，E、F位于第四周期。已知A是自然界中含量最多的元素；B、C、D同周期，且B在同周期元素中第一電離能最小；C的第一、二、三電離能分別為738 kJ·mol1、1451 kJ·mol1、7733 kJ·mol1；D在同周期元素中(除稀有氣體元素外)第一電離能最大；E元素為金屬元素，常用于合成催化劑，其基態原子的價電子數為7；F元素的某種高價鹽可用作城市飲用水的凈水劑，比D的單質用于凈水更安全環保，F基態原子的3d能級上有6個電子。

(1)試寫出下列四種元素的元素符號：A_____；B_____；E_____；F_________。

(2)寫出A、B兩種元素組成的所有化合物的化學式：_____________。

(3)寫出電解CD2的化學方程式：_____。

(4)E、F均為第四周期過渡金屬元素，兩元素的部分電離能數據列于下表：

元素		E	F
電離能/ kJ·mol1	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

E元素位于第ⅦB族，請畫出基態E2+的價電子排布圖：_____，F元素在周期表中的位置是_____。比較兩元素的I2、I3可知，氣態基態E2+再失去1個電子比氣態基態F2+再失去1個電子更難，對此你的解釋是：_____。

Answer 1

【答案】O Na Mn Fe Na2O、Na2O2 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 第四周期第VIII族 Mn2+轉化為Mn3+時，3d能級由較穩定的3d5半充滿狀態轉為不穩定的3d4狀態需要的能量較多；而Fe2+到Fe3+時，3d能級由不穩定的3d6到穩定的3d5半充滿狀態，需要的能量相對要少

【解析】

A、B、C、D、E、F六種元素原子序數依次增大，前四種為短周期元素，E、F位于第四周期，已知A是自然界中含量最多的元素，則A為O；B、C、D同周期，且B在同周期元素中第一電離能最小，則B為Na；C的第一、二、三電離能分別為738 kJ·mol1、1451 kJ·mol1、7733 kJ·mol1，則C為Mg；D在同周期元素中(除稀有氣體元素外)第一電離能最大，則D為Cl；E元素為金屬元素，常用于合成催化劑，其基態原子的價電子數為7，則E為Mn；F元素的某種高價鹽可用作城市飲用水的凈水劑，比D的單質用于凈水更安全環保，F基態原子的3d能級上有6個電子，則F為Fe。

(1)四種元素的元素符號：A：O；B：Na；E：Mn；F：Fe；故答案為：O；Na；Mn；Fe。

(2)A、B兩種元素組成的所有化合物的化學式：Na2O、Na2O2；故答案為：Na2O、Na2O2。

(3)電解熔融MgCl2得到鎂和氯氣，其化學方程式：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑；故答案為：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑。

(4)E元素位于第ⅦB族，基態E2+的價電子為3d5，其價電子排布圖：，F元素電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，因此在周期表中的位置是第四周期第VIII族。比較兩元素的I2、I3可知，氣態基態Mn2+再失去1個電子比氣態基態Fe2+再失去1個電子更難，因為Mn2+：3d5，Fe2+：3d6，Mn2+：3d5半滿，穩定結構，難失去電子，而Fe2+：3d6易失去1個電子轉變為穩定的結構；故答案為：；Mn2+轉化為Mn3+時，3d能級由較穩定的3d5半充滿狀態轉為不穩定的3d4狀態需要的能量較多；而Fe2+到Fe3+時，3d能級由不穩定的3d6到穩定的3d5半充滿狀態，需要的能量相對要少。