3.见下表:
原子序数
元素名称
元素符号
电子排布式
周期
族
24
铬
Cr
[Ar]3d54s1
四
ⅥB
47
银
Ag
[Kr]4d105s1
五
ⅠB
4.镧系元素的原子半径和离子半径随原子序数的增加而依次缓慢缩小的现象称为镧系收
缩。
因为在镧系元素中,随核电荷数递增,新增电子填充在外数第三层的f轨道上,虽然不能完全屏蔽核电荷,但其屏蔽作用比最外层和次外层电子的大(一些资料认为屏蔽常数为0.95~0.98),所以造成有效核电荷递增十分缓慢,半径收缩也缓慢(从La到Lu共价半径总共减小11pm)。
镧系收缩的特点是:
①原子半径的收缩缓慢,相邻元素原子共价半径之差为1pm左右。
②由于镧系元素较多,所以整个镧系收缩原子的金属半径总的减小量也达14pm。
③在镧系收缩中,离子半径要比原子半径收缩大得多(共减小22pm)。
因为Ln3+离子失去了6s电子层,4f轨道变成了外数第二层,它对核电荷的屏蔽作用变小(屏蔽常数只有0.85),所以Ln3+收缩比Ln明显。
④镧系元素收缩中出现两个“峰值”,即Eu和Yb的原子半径“反常地”大,因为它们分别具有4f7和4f14的半满和全满构型,这些构型有较大的屏蔽作用,导致它们的原子半径变大。
镧系收缩造成的影响主要有:
⑴使镧系元素之间性质十分相似,分离非常困难。
⑵使ⅢB族的元素Y的半径落在镧系的中段上,从而成为稀土元素中一员。
⑶造成镧系后的第六周期元素的原子半径与同族第五周期元素的原子半径相近,性质相似,分离困难。
5.ⅠA族元素最外层和次外层电子结构是(n-1)s2(n-1)p6ns1
ⅠB族元素最外层和次外层电子结构是(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns1
两者的差别在ⅠB族原子次外层多了10个d电子。
由于d电子对核的屏蔽作用较小,原子的有效核电荷较多,因此ⅠB族原子对外层s电子的束缚比ⅠA族原子对外层s电子的束缚强得多,故ⅠB族元素不如ⅠA族元素活泼。
6.⑴元素A的核外电子排布式为:
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1
A的价层电子构型为:
4d105s1
元素B的核外电子排布式为:
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5
B的价层电子构型为:
5s25p5
⑵元素A处于第五周期ⅠB族,是金属元素;
元素B处于第五周期ⅦA族,是非金属元素;
⑶AB的化学式为:
AgI。
7.A、Ca;B、Mn;C、Cu;D、As。
8.
元素符号
V
Bi
Mo
W
Pt
元素名称
钒
铋
钼
钨
铂
所属周期
四
六
五
六
六
所属族
ⅤB
ⅤA
ⅥB
ⅥB
Ⅷ
价电子层
的结构
3d34s2
6s26p3
4d55s1
5d46s2
5d96s1
9.⑴不正确。
因为核外电子运动没有固定的轨道。
应当说:
s电子的电子云图像或几率密度分布是一个球形,它的剖面图是一个圆。
而p电子的电子云图像或几率密度分布是一个哑铃形,它的剖面图是一个∞字形。
⑵不正确。
应当说:
主量子数为1时,l为0、m为0,只有一条1s轨道,可容纳两个自旋相反的电子。
⑶不正确。
当主量子数为3时,l只能取0、1、2,只有3s、3p、3d轨道,没有3f轨道。
而3p的m=0,±1,在空间有三种不同的取向,是三种不同的空间运动状态,即三条轨道。
3d的m=0,±1,±2,则在空间有五种不同的取向,即有五条轨道。
所以应当说:
主量子数为3时,共有九条轨道,最多可容纳18个电子。
10.一个3p电子可以被描述为下列六套四个量子数组合之一:
①3,1,1,+②3,1,1,-
③3,1,0,+④3,1,0,-
⑤3,1,-1,+⑥3,1,-1,-
由于四个3p电子必然有两个电子是成对的,另外两个电子应自旋平行。
因此硫的四个3p电子所有可能的各套量子数组合为:
⑴①②③⑤⑵①②④⑥⑶①③④⑤
⑷①③⑤⑥⑸②④⑤⑥⑹②③④⑥
11.⑴1s22s22p63s23p63d104s24p2,Ge,锗,第四周期,ⅣA族。
⑵该元素原子最外层各价电子的核外运动状态如下表:
最外层各价电子
n
l
m
mS
4s2
4
0
0
+1/2
4
0
0
-1/2
4p2
4
1
+1或-1、0
都是+1/2
4
1
0或+1,-1
都是-1/2
⑶此元素原子最外层pχ电子的轨道角度分布图及径向分布图如下:
D(r)
x
r
12.①1s22s22p63s23p63d104s24p3
②
n
4
4
4
4
4
l
0
0
1
1
1
m
0
0
0
-1
+1
ms
+
-
+
+
+
③+5;p;As2O3;砒霜。
13.
元素
原子序数
价层
电子排布
周期
和族
最高价
低价离子的
电子构型
氧化物
水合物
酸碱性
A
24
3d54s1
四,ⅥB
CrO3
H2CrO4
酸性
9~17e-
B
56
6s2
六,ⅡA
BaO
Ba(OH)2
碱性
8e-
C
53
5s25p5
五,ⅦA
I2O7
HIO4
酸性
8e-
D
82
6s26p2
六,ⅣA
PbO2
Pb(OH)4
两性
18+2e-
E
48
4d105s2
五,ⅡB
CdO
Cd(OH)2
碱性
18e-
14.符号4pχ:
表示主量子数n=4、副量子数l=1(符号为p)、其空间取向的极大值沿X轴方向的原子轨道,它的角度分布的形状为双球形。
通常称它为第四电子层的p电子亚层的pχ轨道。
该轨道中最多可容纳两个自旋方式相反的电子。
符号3d:
表示主量子数n=3、副量子数l=2(符号为d)的原子轨道,通常称它为第三电子层的d电子亚层。
该亚层原子轨道在空间可有五个不同的取向(由磁量子数m=0,±1,±2决定),每一种空间取向对应于一条原子轨道,各可容纳两个自旋方式相反的电子,所以整个3d轨道共可容纳10个电子。
3d符号既表示3d轨道,也代表该轨道的能级。
15.⑴因为B的N层比A的N层多4个电子,这4个电子必然要填入4p轨道,所以B的3d轨道一定是全满的。
因此B的K、L和M层均填满。
⑵A的M层比B的M层少7个电子,所以A的M层电子排布为3s23p63d3,这样A的K、L层应全满,4s也全满(∵E3d>E4S),则可以推出A的电子排布式:
1s22s22p63s23p63d34s2
⑶B的N层比A的N层多4个电子,A的N层为4s2,则B的N层电子排布应为
4s24p4,即B的电子排布式:
1s22s22p63s23p63d104s24p4
最后可推知:
A是钒(V),B是硒(Se)。
16.⑴可以存在;⑵⑶⑷⑸⑹均不可能存在。
因为⑵中m只能为0;⑶中l只能为0或1,m只能为0,+1或-1,ms只能为+或-;⑷中ms只能为+或-;⑸中l只能为0或1;⑹中m只能为0。
17.
n
1
1
2
2
2
2
2
2
2
l
0
0
0
0
1
1
1
1
1
m
0
0
0
0
0
0
1
1
-1
ms
+
-
+
-
+
-
+
-
+
18.原子的基态:
⑶
原子的激发态:
⑵⑷⑸⑹
纯属错误:
⑴
19.⑴没有。
因为l最大只能是n-1,在此n=1,l只能为0。
⑵没有。
因为m最大只能是±l,在此l=0,m只能为0。
⑶没有。
因为l最大只能是n-1,在此n=2,l只能为0、1,m也错误。
⑷有。
符合量子数组合的要求,对应于4f的两条轨道。
20.
原子
序数
元素
符号
电子层结构
电子层数
能级
数
周期
族
最高化合价
11
Na
1s22s22p63s1
3
4
三
ⅠA
+1
16
S
1s22s22p63s23p4
3
5
三
ⅥA
+6
22
Ti
1s22s22p63s23p63d34s2
4
7
四
ⅣB
+4
26
Fe
1s22s22p63s23p63d64s2
4
7
四
Ⅷ
+6
36
Kr
1s22s22p63s23p63d104s24p6
4
8
四
0
―――
50
Sn
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2
5
11
五
ⅣA
+4
21.⑴最外层具有6个p电子,即具有np6构型的是稀有气体元素(He除外)。
⑵即外层电子构型为3d54s2,是元素Mn(锰)。
⑶即外层电子具有(n-1)d10ns1构型,为ⅠB族元素。
⑷氩是第三周期最后一个元素,该元素应为第四周期的元素,该元素能形成+3价离子,所以是元素Sc(钪)。
⑸+3价离子的3d轨道电子半充满,则原子价电子为3d64s2,是Fe(铁)。
22.①错误。
因为最外层电子最多为8个,所以应是2,8,8,1。
②错误。
因为每层电子最大可容纳电子数为2n2,所以L层电子数应是2×22=8,
则22号元素的电子排布应为2,8,10,2。
③正确。
④错误。
因为次外层电子数不能超过18个,所以应是2,8,18,5。
⑤错误。
因为当n=6时,E6s23.在四周期元素的原子中未成对电子数为1的有K(4s1)、Sc(3d14s2)、Cu(3d104s1)、Ga(4s24p1)。
其中K只有+1价,而Sc和Ga主要形成+3价,只有Cu可形成+1和+2价态的化合物。
所以该元素应是Cu(铜),其+1价离子的电子排布式:
1s22s22p63s23p63d10;+2价离子的电子排布式:
1s22s22p63s23p63d9。
24.元素的原子在化合物分子中把电子吸引向自己的能力称为元素的电负性。
在周期表的同周期元素中从左至右电负性递增(因为半径递减,核对外层电子的有效核电荷递增);同主族元素从上至下电负性递减(因为半径增大,核对外层电子的有效核电荷减小。
但ⅢA、ⅣA中第四周期元素的电负性有突升);同副族元素从上至下电负性缺乏明显规律性(因为半径变化和有效核电荷变化的影响不一致,一般而言前期从上至下电负性减小,而后期从上至下电负性增大)。
根据上述规律,Be、B、Mg、Al按电负性减小的顺序排列如下:
B>Be≈Al>Mg。
其中Be和Al电负性相近,是由于半径的增大抵消了有效核电荷增大的影响,这就是所谓“对角线规则”的表现。
25.元素的金属性、非建设性是指元素的原子在化学反应中失去或获得电子的能力。
这一能力主要决定于核对外层电子的作用大小。
核电荷数越大、原子半径越小,则核对外层电子作用的有效核电荷越大,则金属性越弱而非金属性越强。
反之,则金属性越强,非金属性越弱。
有效核电荷数通常可由斯莱脱规则进行计算。
硫的电子排布式为1s22s22p63s23p4,作用在最外电子层上的有效核电荷为:
Z*=Z-Σσ=16-(2×1.00+8×0.85+5×0.35)=5.45
铬的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,作用在最外电子层上的有效核电荷为:
Z*=Z-Σσ=24-(2×1.00+8×1.00+13×0.85)=2.95
原子半径=1.27>=1.02
两者相比,硫的原子半径小而作用在最外电子层上的有效核电荷数大,所以非金属性较强。
一般而言,元素可能的最高化合价与其族数相同,主要决定于它的价电子数。
硫是ⅥA族元素,价电子层为3s23p4,共6个价电子,铬是ⅥB族元素,价电子层为3d54s1,也有6个价电子,因此它们的最高化合价都是正6价。
26.⑴>因为测定的是范德华半径,所以比较大。
⑵>它们同为ⅡA,Ba比Sr多了一层电子。
⑶>两者同为第四周期,Sc的核电荷数大。
⑷>d区元素在d电子即将填满时屏蔽作用有所增大,原子半径出现回升。
⑸≈镧系收缩造成的影响。
⑹>它们是同一元素,S2-的电子数多。
⑺>它们处于同一周期,Al3+的核电荷数多,外层电子数少。
⑻>同一元素,电子数越少,半径越小。
⑼>它们处于同一族,Pb2+比Sn2+多一层电子。
27.⑴Cu、Ag、Au。
⑵Ga、Ge、As、Se。
28.⑴n=3,4,5……
⑵l=1
⑶l=0,1,2,3;ms=±
⑷m=0,±1
⑸m=0,±1,±2
29.角量子数为2的轨道即是d轨道,只有第四周期及其以后各周期元素才有d电子,而该元素在氪之前,因此必然是第四周期元素,M3+离子为3d5构型,则M原子应当是3d64s2构型,即为元素铁(Fe),位于周期表中第四周期、Ⅷ族。
30.⑴此元素原子的电子总数是24。
⑵有4个电子层,7个电子亚层,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
⑶外围电子构型为3d54s1,价电子数为6。
⑷它在第四周期、ⅥB族,是副族。
⑸它有6个