问答题
判断下列各对元素中哪一种元素的第一电离能大,并说明原因。
(1) S与P; (2) Al与Mg; (3) Sr与Rb; (4) Cu与Zn; (5) Cs与Au。
【正确答案】题中各对元素均为同周期元素。一般来说,在同一周期中,从左至右随有效核电荷的增加,半径减小,第一电离能总的趋势是增大。但由于电子构型对电离能影响较大,可能会造成某些反常现象。
(1) P>S 因p电子构型为3s23p3,3p轨道半充满;而S的电子构型为3s23p4,失去一个电子后3p半充满。
(2) Mg>Al Mg失去的是3s电子,而Al失去的是3p电子;E3s<E3p,3p电子能量高而更易失去。同时,Mg电子构型为3s2,3s轨道全充满;Al的电子构型为3s23p1,失去一个电子后变为3s23p0稳定结构。
(3) Sr>Rb Sr的核电荷比Rb多,半径也比Rb小。其次Sr的5s2较稳定。
(4) Zn>Cu Zn的核电荷比Cu多。同时Zn的3d轨道全充满,4s轨道也全充满;Cu的4s轨道半充满,失一个电子后为3d104s0稳定结构。
(5) Au>Cs Au为IB族元素,电子构型为5d106s1,由于5d电子对6s电子的屏蔽作用较小,有效核电荷大,半径小;Cs为IA族元素,电子构型为(5s25p6)6s1,失去一个电子后变为5s25p6稳定结构。
【答案解析】