Question

A、B、C、D、E、F六种元素原子序数依次增大，前四种为短周期元素，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电离能最小；C的第一、二、三电离能分别为738 kJ·mol⁻¹、1451 kJ·mol⁻¹、7733 kJ·mol⁻¹；D在同周期元素中(除稀有气体元素外)第一电离能最大；E元素为金属元素，常用于合成催化剂，其基态原子的价电子数为7；F元素的某种高价盐可用作城市饮用水的净水剂，比D的单质用于净水更安全环保，F基态原子的3d能级上有6个电子。

(1)试写出下列四种元素的元素符号：A_____；B_____；E_____；F_________。

(2)写出A、B两种元素组成的所有化合物的化学式：_____________。

(3)写出电解CD₂的化学方程式：_____。

(4)E、F均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据列于下表：

元素	E	F
电离能/ kJ·mol^−1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

E元素位于第ⅦB族，请画出基态E²⁺的价电子排布图：_____，F元素在周期表中的位置是_____。比较两元素的I₂、I₃可知，气态基态E²⁺再失去1个电子比气态基态F²⁺再失去1个电子更难，对此你的解释是：_____。

Answer

O Na Mn Fe Na2O、Na2O2 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 第四周期第VIII族 Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少

【解析】

A、B、C、D、E、F六种元素原子序数依次增大，前四种为短周期元素，E、F位于第四周期，已知A是自然界中含量最多的元素，则A为O；B、C、D同周期，且B在同周期元素中第一电离能最小，则B为Na；C的第一、二、三电离能分别为738 kJ·mol−1、1451 kJ·mol−1、7733 kJ·mol−1，则C为Mg；D在同周期元素中(除稀有气体元素外)第一电离能最大，则D为Cl；E元素为金属元素，常用于合成催化剂，其基态原子的价电子数为7，则E为Mn；F元素的某种高价盐可用作城市饮用水的净水剂，比D的单质用于净水更安全环保，F基态原子的3d能级上有6个电子，则F为Fe。

(1)四种元素的元素符号：A：O；B：Na；E：Mn；F：Fe；故答案为：O；Na；Mn；Fe。

(2)A、B两种元素组成的所有化合物的化学式：Na2O、Na2O2；故答案为：Na2O、Na2O2。

(3)电解熔融MgCl2得到镁和氯气，其化学方程式：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑；故答案为：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑。

(4)E元素位于第ⅦB族，基态E2+的价电子为3d5，其价电子排布图：，F元素电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，因此在周期表中的位置是第四周期第VIII族。比较两元素的I2、I3可知，气态基态Mn2+再失去1个电子比气态基态Fe2+再失去1个电子更难，因为Mn2+：3d5，Fe2+：3d6，Mn2+：3d5半满，稳定结构，难失去电子，而Fe2+：3d6易失去1个电子转变为稳定的结构；故答案为：；Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少。