问答题 第二周期元素的第一电离能,为什么在Be和B,以及N和O之间出现转折?为什么说电离能除了说明金属的活泼性之外,还可以说明元素呈现的氧化态?
【正确答案】在同一周期中元素的第一电离能从左到右总的趋势是依次增大,但在某些地方出现曲折变化。以第二周期为例,这种曲折出现在硼和氧的次序上,B在Be之后,但B的电离能反而比Be小,O在N后,但O的电离能反而比N小。这是因为B的电子构型为2S22p1,失去一个电子后具有2s22p0的结构。根据洪德规则,等价轨道全满、半满、全空是比较稳定的结构。故硼和氧失去电子后,分别成为全空和半满构型,所需能量较小。元素的第一电离能越小,表示它越容易失去电子,该元素的金属性也越强。因此元素的第一电离能可以用来衡量元素的金属活泼性。此外电离能还可以说明元素通常呈现的氧化态。例如:表5-7所示Na、Mg、Al的电离能数据。
   
表5-7
元素
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
I5
Na
494
4560
6940
9540
13400
Mg
736
1450
7740
10500
13600
Al
577
1820
2740
11600
14800

   从数据大小看,由于Na、Mg、Al分别难于失去第二、第三、第四个电子,因此通常呈现的氧化值分别为+1、+2和+3。
【答案解析】