发布时间 : 星期一 文章第一章 原子结构和元素周期系更新完毕开始阅读
E6s (3) 各周期所包含的元素分别为2,8,8,18,18,32个,能级组的划分是导致周期表中各元素能划分为周期的本质原因。周期和能级组的对应关系为:一个周期对应一个能级组,周期数=能级组数,各周期元素的数目等于相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数。一周2个元素,因为一能级组只有1个1s轨道,它只能容纳2个电子。二、三周期有8个元素,是因为二、三能级组共有4个轨道(二能级组有2s、2p,三能级组有3s,3p)可容纳8个电子。四、五周期有18个元素,是因为四、五能级组共有9个轨道(四能级组有4s、3d、4p,五能级组有5s、4d、5p),可容纳18个电子。六周期有32个元素,该周期中出现了4f轨道,六能级组有16个轨道(6s、4f、5d、6p),可容纳32个电子。 20、写出具有下列电子排布的原子的核电荷数和名称。 (1) 1s2 2s2 2p6 3s 2 3p6; (2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d7 5s1 (3) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f7 5s2 5p6 5d1 6s2 解:(1) 原子核电荷数为18,名称氩(Ar); (2) 原子核电荷数为44,名称钌(Ru); (3) 原子核电荷数64,名称钆(Gd)。 21、某元素原子的价电子构型是3s23p4,问在第几周期?第几族?哪个区? 解:某原子的价电子构型是3s23p4,它应在3周期,VIA族,p区元素(因为最后一个电子填充在p能级上)。 22、下列术语的含义是什么?电离势、电子亲和势、电负性。它们和元素周期律有什么样的联系? 解: (1) 电离势:基态的气态原子失去一个电子,变成+1价气态阳离子所需要的能量,用I表示。失去一个电子所需要的能量,称为第一电离势I1,从+1价阳离子再失去一个电子,成为+2价阳离子所需要的能量,称第二电离势I2,依次类推,电离势是正值。 电离势与元素周期律的关系:同一周期元素,从左到右随核电荷数的增大,原子半径减小,核对外层电子的引力增大,电离势也逐渐增大。同一族元素,从上到下,核电荷数增大,原子半径增大(主要作用),核对电子的引力减小,电离势减小,稀有气体I 9 最大。 (2) 电子亲合势:基态的气态原子得到一个电子成为负–价的气态阴离子所放出的能量,称为元素的电子亲合势。气态原子结合一个电子放出的能量称为第一电子亲合势,E1是正值,结合两个电子形成负二价离子需要能量,称第二电子亲合势,E2是负值。 电子亲合势和元素周期律的关系:同一周期,从左到右,核电荷数增大,原子半径减小,电子亲合势增大;同一族,从上到下,原子半径增大,电子亲合势减小。最大的电子亲合势不是在每族的第二周期的元素,而是第三周期以下的元素,因为第二周期的非金属元素(如F、O、N等),原子半径较小,电子云密度大,电子间排斥力强,所以结合一个电子形成负离子时,放出的能量小。活泼的非金属电子亲合势较大,周期表中Cl的电子亲合势最大。金属的电子亲合势都比较小。 (3) 电负性:元素原子在分子中吸引电子的能力,称为该元素的电负性,用X表示。 电负性与元素周期律的关系:同一周期从左到右,电负性增大,同一族从上到下电负性减小,周期表中F的电负性最大,Cs的电负性最小,电负性小于2.0的则是金属,电负性大于2.0则是非金属。 23、有第4周期的A、B、C、D四种元素,其价电子数依次为1、2、2、7,其原子序数依A、B、C、D依次增大。已知A与B的次外层电子数为8,而C与D为18。根据原子结构,判断: (1) 那些是金属元素? (2) D与A的简单离子是什么? (3) 哪一元素的氢氧化物碱性最强? (4) B与D两原子间能形成何种化合物?写出化学式。 解:由题设条件可推出它们的价电子层结构, 电子结构式 A 1s2 2s2 2p6 3s 2 3p64s1 B 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 C 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 D 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5 价电子层结构 4s1 4s2 3d104s2 4s24p5 元素符号 K Ca Zn Br 由此得到它们的元素符号:A为K,B为Ca,C为Zn,D为Br。 (1) A、B、C都是金属;即K、Ca、Zn。 (2) A+、D-;即K+、Br–。 (3) KOH的碱性最强; 10 (4) CaBr2是离子化合物。 24、根据轨道填充顺序图,指出下表中各电子层的电子数有无错误,并说明理由: 元素 19 22 30 33 60 K 2 2 2 2 2 L 8 10 8 8 8 M 9 8 18 20 18 N 2 2 3 18 O 12 P 2 解:Z=19,有错误,因为最外层不超过8个电子。应是2、8、8、1; Z=22,有误,因为每一电子层最多可容纳电子数为2n2,所以L层(n = 2)最多可容纳的电子数应为8,不能为10,应该是2、8、8、2; Z=30,无误,因为它符合每一电子层最多容纳电子数为2n2。 Z=33,有误,因为次外层不能超过18个电子,应是2、8、18、5; Z=60,有误,因为n = 6时,E6s 25、(1) 主、副族元素的电子构型各有什么特点? (2) 周期表中s区、p区、d区、ds区和f区元素的电子构型各有什么特点? (3) 具有下列价电子构型的元素位于周期表中哪一个区?它们是金属还是非金 属元素? ns2;ns2np5;(n-1)d5ns2; (n-1)d10ns2 解: (1) 按电子填充顺序,凡是最后一个电子填入ns或np能级的元素称为主族元素,因此主族元素的价电子层只包含ns或nsnp能级。 副族元素原子的最后一个电子填在(n-1)d能级或(n-2)f能级上的元素称为副族元素,因此副族元素的价电子层除包括ns、np能级外,还包括(n–1)d或(n–2)f能级。周期表中有8个副族,分别用IB、IIB、IIIB(含镧系、锕系)、IVB、VB、VIB、VIIB和VIII表示。 (2) s区元素:价电子构型为ns1-2,包括IA,IIA族元素; p区元素:价电子构型为ns2np1-6(He为1s2),包括 IIIA-VIIIA族元素; 11 d区元素:价电子构型为(n-1)d1-9ns1-2(Pd:4d105s0),包括IIIB-VIII族元素; ds区元素:外层电子构型为(n-1)d10ns1-2,包括IB、IIB族元素。 f区元素:外层电子构型为(n-2)f 0–14(n-1)d 0–2ns2,包括镧系和锕系元素。 (3) 价电子构型 ns2 ns2np5 (n-1)d5ns2 (n-1)d10ns2 元素位于的区 s区 p区 d区 ds区 金属或非金属 金属 非金属 金属 金属 26、根据钾、钙的电离势数据,从电子构型说明在化学反应过程中,钾表现+1价,钙表现+2价的原因? 解:K的第I电离势值较小,为4.341eV,第II电离势突然升高,表明K易失去1个电子,成为+1价的K+离子。又从电子构型来看,K的价电子构型是4s1,易失去一个4s电子成为K+离子,而K+离子的最外层电子结构为全充满(3s23p6),这种电子结构稳定。 Ca的第I、II电离势值较小,分别为6.113eV和11.871eV,而第III电离势突然升高,为50.908eV,说明Ca易失去2个电子,成为+2价的Ca2+离子。又由于Ca的价电子构型为4s2,易失去2个4s电子,成为Ca2+离子,它的最外层电子结构与K+离子相同。 27、用元素符号填空: (1) 最活泼的气态金属元素是_____________________。 (2) 最活泼的气态非金属元素是_____________________。 (3) 最不易吸引电子的元素是_____________________。 (4) 第4周期的第六个元素价电子构型是_____________________。 (5) 第I电离势最大的元素是_____________________。 (6) 第I电子亲和势最大的元素是_____________________。 (7) 第2、3、4周期原子中p轨道半充满的元素是_____________________。 (8) 3d半充满和全充满的元素是_______________和_____________________。 (9) 电负性相差最近的元素是_____________________。 (10) 电负性相差最大的元素是_____________________。 解: (1) 最活泼的气态金属元素是Cs。 12