(一) 电离能的比较及分析
(二) 电负性的比较及应用
例1.(1)对于基态Cr原子,下列叙述正确的是 (填标号)。
A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾大,原子对键合电子的吸引力比钾大
(2)基态 C 原子的成对电子数与未成对电子数之比为 。N、O、S的第一电离能(I1)大小为 ,原因是 。
例2.(1)基态镓原子的核外电子占据的最高能层符号为 ,能量最高的电子占据的原子轨道的形状为 形。
(2)基态Ni2+核外电子排布式为 ;同周期中,与基态Ni原子具有相同未成对电子数的元素有 (填元素符号)。
(3)基态钛原子px原子轨道上的电子数为 。
(4)KBe2BO3F2的组成元素中,非金属元素的电负性由强到弱的顺序为 (填元素符号),第一电离能:Be (填“>”或“<”)B。
例3.(1)第一电子亲和能(E1)是元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示。试分析碳元素的E1较大的原因: 。
(2)已知X、Y和Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表:
电离能/(kJ·mol-1) | I1 | I2 | I3 | I4 |
X | 578 | 1817 | 2745 | 11 578 |
Y | 738 | 1451 | 7733 | 10 540 |
Z | 496 | 4562 | 6912 | 9543 |
则X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
参考答案：
1.(1)AC (2)2∶1 I1(N)>I1(O)>I1(S) N原子2p轨道半充满,比同周期相邻的O原子更稳定,更难失电子;O、S同主族,S原子半径大于O原子,更易失去电子
[解析] (1)铬元素的原子序数为24,位于第四周期,根据洪特规则和能量最低原理知,半充满时能量最低,其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1,A正确;金属性越强,电负性越小,对键合电子吸引力越小,即铬的电负性比钾大,C正确;4s轨道上的电子比3s轨道上的电子能量高,在离核较远的位置出现的概率大,B错误。
(2)基态C原子的核外电子排布式是1s22s22p2,成对电子数为4,未成对电子数为2,其比值为2∶1。相同电子层数的原子,N原子的核外电子排布式是1s22s22p3,p轨道处在半满状态,比较稳定,原子核对核外电子的束缚作用较强,较难失去第一个电子,第一电离能N大于O;O和S是同一主族元素,O原子的半径较小,原子核对核外电子的束缚作用较强,较难失去第一个电子,第一电离能O大于S,故第一电离能(I1)大小为I1(N)>I1(O)>I1(S)。
2.(1)N 哑铃 (2)[Ar]3d8(或1s22s2 2p63s23p63d8) Ti、Ge、Se (3)4 (4)F>O>B >
[解析] (2)基态Ni原子的价层电子排布为3d84s2,3d轨道有3个未成对电子,与其同周期元素中,未成对电子数相同的元素有Ti、Ge、Se。
(3)基态钛原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,2p、3p轨道全充满,故px原子轨道上的电子数为4。
(4)KBe2BO3F2的组成元素中,非金属元素有B、O、F,都处于第二周期,则电负性F>O>B。Be原子价层电子排布为2s2,其第一电离能失去2s能级的电子,B原子的价层电子排布为2s22p1,其第一电离能失去2p能级的电子,2p能级电子的能量比2s能级的高,更易失去,故B的第一电离能较小。
3.(1)碳原子结合一个电子后的2p轨道为半充满状态,稳定性较强 (2)Al>Mg>Na
[解析] (1)基态碳原子的价层电子排布为2s22p2,当C原子得到一个电子后的2p轨道为半充满状态,稳定性较强,能量低,放出的能量较多,所以碳元素的E1较大。(2)X的I4突然增大,说明最外层有3个电子,应为Al,Y的I3突然增大,说明最外层有2个电子,应为Mg,Z的I2陡增,说明最外层有1个电子,应为Na,同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强,则有电负性Na<Mg<Al。
