Question

現有部分前36號元素的性質或原子結構如下表：

元素編號	元素性質或原子結構
R	基態原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子
S	單質能與水劇烈反應，所得溶液呈弱酸性
T	基態原子3d軌道上有1個電子
X

 
（1）R元素的第一電離能要大于其同周期相鄰的元素，原因是____________________________________。
R原子的結構示意圖是                         。
（2）S元素的最常見化合價為________，原因是________________________________________。
（3）T元素原子的價電子構型為________。
（4）X的電子排布圖違背了____________。用X單質、堿金屬鹽及堿土金屬鹽等可以做成焰火。燃放時，焰火發出五顏六色的光，請用原子結構的知識解釋發光的原因：_________________________________。

Answer 1

（1）原子的2p軌道半充滿，能量低，穩定 （2分）示意圖略（1分）
（2）－1（1分）  F的電負性最大，只能得電子（2分） （3）3d¹4s²（1分）
（4）能量最低原理（1分）電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以光的形式釋放能量（2分）

試題分析：基態原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，這說明R是第二周期元素，則R是氮元素；單質能與水劇烈反應，所得溶液呈弱酸性，則S是F元素；基態原子3d軌道上有1個電子，則根據構造原理可知，T是21號元素鈧元素；X的核外電子數是12個，實驗X是Mg元素。
（1）由于氮元素原子的2p軌道半充滿，能量低，穩定性強，所以氮元素的第一電離能要大于其同周期相鄰的元素。氮元素是第二周期第ⅤA族元素，所以R原子的結構示意圖是。
（2）由于F的電負性最大，屬于第ⅦA族元素，只能得到1個電子，所以常見化合價是－1價。
（3）根據構造原理可知鈧元素原子的價電子構型為3d¹4s²。
（4）由于3s能級的能量低于3p能級的能量，所以核外電子首先排滿3s，然后在排3p能級。因此根據可知，電子排布圖違背了能量最低原理。由于電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以光的形式釋放能量，所以堿金屬鹽及堿土金屬鹽等可以做成焰火。