第七章元素与元素性质的周期性
【补充习题及答案】
1．请写出下列原子的电子构型：Sc、Fe、P、Cs、Eu、Pt、Xe、Br、Se。

答案：Sc：[Ar]3d14s2；Fe：[Ar]3d64s2；P：[Ne]3s23p3；Cs：[Xe]6s1；Eu：[Xe]4f76s2；Pt：[Xe]4f145d96s1；Xe：[Kr]4d105s25p6；Br：[Ar]3d104s24p5；Se：[Ar]3d104s24p4
2．金属离子Al3＋、Zn2＋、Ga3＋、In3＋、Be2＋、Th4＋、Zr4＋、Sc3＋与有机芳香配体所形成的配合物是电致发光材料研究的重要研究对象。

写出这些离子的电子构型。

答案：Al3＋：[Ne]3s23p1；Zn2＋：[Ar]4s23d10；Ga3＋：[Ar]4s24p1；In3＋：[Kr]5s25p1；Be2＋：[He]2s2；Th4＋：[Rn]7s26d2；Zr4＋：[Kr]5s24d2；Sc3＋：[Ar]4s23d1。

3．请指出下列各组中半径最小的原子或离子：
（a）Li、Na、K （b）P、As、Bi （c）O＋、O、O－（d）S、Cl、Kr （e）Pd、Ni、Cu 答案：（a）Li原子。

（b）P原子。

（c）O＋离子。

（d）Cl原子。

（e）Ni原子。

4．请按原子或离子半径递减的顺序排列下列各组元素。

（a）Cu、Cu＋、Cu2＋；（b）Ni2＋、Pd2＋、Pt2＋；（c）O2－、S2－、Se2－；
（d）La3＋、Eu3＋、Gd3＋、Yb3＋；（e）Te2－、I－、Xe、Cs＋、Ba2＋、La3＋答案：（a）Cu > Cu＋ > Cu2＋。

（b）Pt2＋> Pd2＋> Ni2＋。

（c）Se2－> S2－> O2－。

（d）La3＋> Eu3＋>Gd3＋> Yb3＋。

（e）Te2－> I－> Xe > Cs＋> Ba2＋> La3＋。

5．一般而言，周期表中同一族元素从上到下原子半径逐渐增大，而铪的原子半径却比锆的原子半径略小，请解释原因。

答案：铪紧邻镧系元素。

镧系收缩效应使其有效核电荷增至比同族上一周期的锆的有效核电荷还略大，因此原子半径比锆的原子半径还小。

6．指出下列原子的基态具有的未成对电子数：Sc、Ti、Al、Sn、Re、Te、Br、Au、Lu。

答案：Sc：1；Ti：2；Al：1；Sn：2；Re：5；Te：2；Br：1；Au：1；Lu：1。

7．试预测：（a）114号元素原子的电子排布，并指出它将属于哪个周期、哪个族？可能与哪个已知元素的性质最为相似？（b）第7周期最后1种元素的原子序数是多少？
答案：（a）电子排布为[Rn] 5f146d107s27p2，属于第7周期、14族元素，应该与Pb的性质最相似。

（b）电子排布式为[Rn] 5f146d107s27p6，原子序数为118。

8．请按照第一电离能递增的顺序排列下列几组原子。

（a）Be、Mg、Ca；（b）Te、I、 Xe；（c）Ga、 Ge、 In
答案：（a）Ca < Mg < Be。

（b）Te < I < Xe；
（c）In < Ga <Ge。

9．不参考有关数据，请你预测下列各组元素的电负性并按递增的顺序排列。

（a）C、N、O （b）S、 Se、Cl （c）Si、 Ge、 Sn （d）Tl、S、 Ge 答案：（a）C < N < O；（b）Se < S < Cl；（c）Sn < Ge < Si；（d）Tl≈Ge < S。

10．不参看有关数据，试推测下列每一对原子中哪一个原子具有较高的第一电离能和较大的电负性？（a）19和29号元素；（b）37和55号元素；（c）37和38号元素；
解：（a）29号元素。

（b）37号元素。

（c）38号元素。

12．查阅化学物理手册，找出相关数据，指出第1、2、11、12、15、16族和18族元素以下性质的周期性变化趋势：（a）熔点；（b）沸点；（c）氧化物的化学式；（d）氧化物颜色的变化
答案：（a）熔点（℃）的周期性变化趋势
第1族：Li Na K Rb Cs逐渐降低
第2族：Be Mg Ca Sr Ba逐渐降低，但Mg不符合规律
第11族：Cu Ag Au 无明显规律
第12族：Zn Cd Hg 逐渐降低
第15族：N P As Sb Bi 无明显规律
第16族：O S Se Te Po 逐渐升高，但 Po降低
第18族：He Ne Ar Kr Xe 逐渐升高
（b）沸点（℃）的周期变化趋势——沸点变化的趋势和熔点变化的趋势相似
第1族：Li Na K Rb Cs 逐渐降低
第2族：Be Mg Ca Sr Ba 无明显规律
第11族：Cu Ag Au 无明显规律
第12族：Zn Cd Hg 逐渐降低
第15族：N P As Sb Bi 无明显规律
第16族：O S Se Te Po 逐渐升高，但Po降低
第18族：He Ne Ar Kr Xe 逐渐升高
（c）重要氧化物的化学式及其颜色——同族元素氧化物的化学式大致相似
第1族：通式M2O，另外Na还有Na2O2，K还有KO2。

第2族：通式MO，Ba有BaO和BaO2两种
第11族：Cu：CuO；Ag：Ag2O；Au：Au2O3
第12族：通式MO
第15族：N：N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5；P~Bi：M2O3
第16族：O：O3；S：SO2、SO3；Se：SeO2、SeO3；Te：TeO2；Po：PoO2
第18族： He、Ne、Ar、Kr均无氧化物，Xe：XeO3、XeO4
（d）氧化物的颜色——同族元素从上到下氧化物的颜色逐渐加深
第1族：LiO：白色；Na2O：银白色；K2O：灰白色；Rb2O：黄褐色；Cs2O：黄橙色Na2O2：淡黄色；KO2：橙黄色
第2族：BeO、MgO：白色；CaO：灰白色；SrO：白色；BaO：黄白色，BaO2：白色第11族：CuO：黑色；Ag2O：棕黑色；Au2O3：棕色
第12族：Zn：白色；Cd：棕色；Hg：红色
第15族：N：N2O、NO：无色，NO2：红褐色，N2O3：蓝色，N2O4、N2O5无色；
P2O3~Sb2O3：白色；Bi2O3：黄色
第16族：O3：蓝色；SO2、SO3：无色；SeO2：白色；TeO2：白色；PoO2：黄色第18族：Xe：XeO3：白色，XeO4：黄色。