109．具有部分充填d壳层电子的元素叫过渡元素 (也叫外过渡元素 ，因为具有部分充填f

壳层电子的元素又称为内过渡元素) 。 过渡元素通常有下列三种划分方法 ：

⑴ 把周期表中ⅢB~Ⅷ族包括Ac在内共25个元素划为过渡元素 。划分依据是“在它们

的原子中具有部分充填d轨道”。

ⅠB、ⅡB因为d轨道全充满而不计入 ；镧系(La除外) 锕系(Ac除外)因为尚有部分

充填的f轨道 ，也不计入 。

⑵ 广义过渡元素 ：泛指所有d区副族元素 ，即ⅢB~ⅡB 。把周期表中从活泼金属向

中等活泼金属和非金属过渡的副族元素都包括在内 。中学教材因知识层次的局限性 ，多用这种划分方法 。

⑶ 典型过渡元素 ：在d区中从ⅣB～ⅠB 的元素 。划分依据是“在它们的任意重要氧

化态中具有部分充填的d轨道”。这种划分使过渡元素具有更多的共性 ，便于进行研究 。ⅢB族和ⅡB族因为它们的氧化态中不含部分充填的d轨道而排除在外 。

典型过渡元素的共性有 ： ① 全部是金属元素 ； ② 都有可变的化合价 ；

③ 水合离子呈一定颜色 (因d电子未充满 ，有d－d跃迁) ；

④ 有较强的形成配合物的能力 (因d电子未充满 ，有晶体场稳定化能) ； ⑤ 都能形成一些顺磁性化合物 (因d电子未充满 ，有未成对电子) 。

110．处于基态的气态原子失去一个电子生成＋气态阳离子所需要的最低能量 ，称为原子的第

一电离能 。第一电离能以 I1 表示 。后面各级电离能以此类推 。

影响电离能的因素有 ：

原子半径 半径越小，电离能越大 。因为半径小核对外层电子的吸引力就大 。

核电荷数 核电荷数越多 ，电离能越大 。核电荷数多 ，对外层电子吸引的有效核电荷数也多 。

电子层结构 当电子层处于全充满或半充满构型时比较稳定 ，电离能会偏高 ；当失去一个电子即可变为较稳定的全充满或半充满构型时 ，电离能则偏低 。 电离能的变化规律如下 ：

① 各级电离能依次增大 I1< I2< I3< I4 ……… 。

② 同周期从左至右总趋势是电离能增大 。因为核电荷数递增 ，但电子层数不变 ，原

子半径减小 。增大的幅度随周期数的增加而减少 。又因电子构型的影响 ，其中一些元素(电子层处于全充满或半充满构型)的电离能偏高 。

③ 同主族从上至下电离能逐渐减小 。因为电子层数增加使原子半径增大 ，其影响超过

核电荷数增加的影响 。但有少数例外 ：IIn < ITl ，ISn < IPb 。由于镧系收缩的影响 ，

使后者的半径偏小 ，核电荷数增加的影响稍占优势 。

④ 同副族及Ⅷ族缺乏明显规律 。因为核电荷数增加和半径增大的影响谁占优势在各副

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族中不相同 ，有的从上至下减小(如ⅢB) ；有的从上至下增大(如ⅤB、ⅥB和Ⅷ族的Ni 、Pd 、Pt) ，另有的呈小－大－小或大－小－大变化 。

111．电子亲合能 ：处于基态下的气态原子获得一个电子成为－1的气态负离子所放出的能量 称为第一电子亲合能 。其余各级电子亲合能类推 。

电负性 ：元素的原子在化合物分子中把电子吸引向自己的能力称为元素的电负性 。 电子亲合能和电负性它们都能表示原子吸引电子的难易程度 ，但电子亲合能是讨论孤立

原子获得电子的能力 ，而电负性则是讨论原子在分子中吸引电子的能力 ，所以这两个概念是用于两个不同的范畴 。

112．ⅢB族从上至下 ，元素性质的递变与主族相似 ，而不同于其它副族 。从上至下原子半

径增大得比较多 ，也不同于其它副族 。所以ⅢB族在ⅠA、ⅡA族和其它副族之间起了 衔接和过渡的作用 。ⅡB族中 ，锌是活泼金属 ，氢氧化物呈两性 ；汞不活泼 ，氢氧化物反而呈碱性 。该族元素性质递变情况与其它副族相似 ，但原子半径的变化和氧化态变化却与后面的主族有些类同 。所以 ，ⅡB族衔接了d区和p区元素 ，是一个转变族 。

113．因为随核电荷数每递增一个单位 ，新增电子的屏蔽常数的增加量并未达到1 (通常σ值

为0.35～0.85 ) ；此外 ，由于电子具有钻穿效应 ，减弱了其它电子对自身的屏蔽作用 。这两个因素都有利于增加原子核对核外电子吸引的有效核电荷 ，降低原子轨道的能量 。综合结果是有效核电荷 Z*＝Z－σ随原子序数的增大而增大 ，原子核对核外电子的吸引力也逐渐增大 ，导致原子轨道能量逐渐下降 。但是 ，不同亚层电子受内层电子的屏蔽作用不同 ，它们的钻穿作用也不同 ，所以随着原子序数的增大，原子轨道能量下降的幅度也不同 。

114．27号元素核外有27个电子 ，电子构型为 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 7 4 s 2 。 它的原子和＋2离子的价电子结构分别为 3 d 7 4 s 2 、3 s 2 3 p 6 3 d 7 。 它是元素钴 ，符号为Co ，在第四周期 ，Ⅷ族 ，属于d区 。

115．⑴ 该元素位于第三周期、ⅦA族 ，是元素氯 Cl 。

⑵ 碱金属族原子半径从上至下增大 ，所以原子半径最大的元素是铯 Cs 。 (钫 Fr 属于放射性元素 ，通常不归入碱金属族)

⑶ ⅡA族电离能从上至下减小 ，所以电离能最大的元素是铍 Be 。

⑷ ⅦA族中电子亲合能最大的元素是氯 Cl (F的电子亲合能反常的小于Cl) 。

＋

⑸ M2离子具有[Kr] 4 d 6 结构的元素是钌Ru 。

116．⑴ p亚层只有一个电子的元素即ⅢA族的 B 、Al 、Ga 、In 、Tl 。 ⑵ s亚层只有一个电子的元素有 ：

n s 1 ：H 、Li 、Na 、K 、Rb 、Cs 、Fr ； (n－1) d 10 n s 1 ：Cu 、Ag 、Au 。

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一些特殊元素 ：Cr 、Mo [(n－1) d 5 n s 1] ；Nb 、Ru 、Rh 、Pt 。

117．⑴ 应是三周期ⅦA族的Cl 。

＋

⑵ 原子应是外围电子构型4 d 10 的Pd ，则离子应是Pd2 。

＋＋

⑶ 原子应是五周期ⅡB族的Cd ；离子则有Sn2、Sb3。

－－－＋＋＋

⑷ 原子为稀有气体He ；离子则有 F 、O2 、N3 、Na 、Mg2 、Al3等等 。

118．⑴ Cl< Ar < K ； ⑵ Fe < Fe2< Fe3 ；

－

＋

＋

＋

⑶ Na < Al < Mg ； ⑷ K < Ca < Sc ； ⑸ O < N < F ； ⑹ C < O < N ； ⑺ Ag < Cu < Au ； ⑻ B < Be < C ； ⑼ Cs < Rb < K ； ⑽ S < P < Cl 。

119．⑴ Zr (Z＝40) [Kr] 4 d 2 5 s 2 ；

⑵ Sn (Z＝50) [Kr] 4 d 10 5 s 2 5 p 2 ； ⑶ Bi (Z＝83) [Xe] 4 f 145 d 10 6 s 26 p 3 。

120．⑴ 该元素的最外层电子构型应是4 s 1 ，则次外层的3 s 、3 p 轨道应当填满 ，而3 d

轨道可以是0、5、10 ，所以该三种元素应是 K 、Cr 、Cu ，它们的原子序数分别是19 、24 、29 。

⑵ 19K 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 1 ，第四周期 ，ⅠA族 ，s区 。

24Cr 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 5 4 s 1 ，第四周期 ，ⅥB族 ，d区 。 ⑶ 29Cu 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 1 ，第四周期 ，ⅠB族 ，d s区 。

121．⑴ 因为氢原子是单电子原子 ，原子轨道的能量只决定于主量子数n ，n 相同的轨道

能量都相同 。所以题目所列的轨道都是等价轨道 。

⑵ 对多电子原子 ，由于屏蔽效应和钻穿效应的综合影响 ，导致同主层不同亚层的原

子能级发生分裂 ，原子轨道的能量不仅决定于主量子数n ，还决定于角量子数l 。

所以在题目所列的轨道中 ，3 px 、3 py 、3 pz 为一组等价轨道 ，3 dxy 、3 dxz 、

3 dyz 、3 d x2－y2 、3 d z2 为另一组等价轨道 。

122．周期表中属于非金属元素的只有22种 ，其余绝大部分的元素是金属元素，主要有如下

几方面原因 ：

⑴ 金属或非金属主要决定于原子的电子层结构 ：最外层电子数较少(通常为1～3个)的

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元素容易失去电子 ，成为金属元素 ；最外层电子数较多(通常为4～8个)的元素容易获得电子(0族是很不易得失电子) ，成为非金属元素 。

⑵ 由于非金属元素最外层电子数≥4 ，最后的电子是进入p亚层 ，只能位于周期表右

半部的ⅢA~ⅦA和0族 。而金属元素原子最外层多数为s电子 ，由于能级交错周期表中部的许多元素最后的电子进入次外层的d亚层和f亚层 ，可供填充的轨道很多 ，相应的金属元素也就多 。

⑶ 在周期表中 ，同族元素从上至下金属性增强而非金属性减弱 ，所以即使在p区元素

中 ，靠下部的元素有些也是金属 ，非金属仅是p区元素的右上角部分 。

123．该元素原子的N层是最外层 ，即是第四层电子比第三层电子数少8个 。则最外层只能

是填充4 s 2 。若填充4 s 1 ，则外围电子构型只能是3 d 5 4 s 1或3 d 10 4 s 1 ，M层比N层将不只多8个电子 。若填充了4 p电子则次外层必然填有18个电子 ，M层比N层也不只多8个电子 。因而次外层应当是10个电子 ，即3 s 2 3 p 6 3 d 2 。故符合条件的元素是钛Ti ，属于第四周期 、ⅣB族 、d区 。 价电子为3 d 2 4 s 2 ，可用四个量子数表示如下 ：

11 ； 3 ，2 ，1 ，＋ ； 2211 4 ，0 ，0 ，＋ ； 4 ，0 ，0 ，－ 。

22 3 ，2 ，0 ，＋

124．⑴ 错 。A和B为同一元素 ，A是基态 ，B是激发态 。

⑵ 错 。B的5 s 1能量较高 ，较易失去 ，所以B的电离能小于A的电离能 。 ⑶ 对 。因为B的5 s 1能量较高 ，较易失去 。

⑷ 错 。B 和 C 的有效核电荷数不同 ，C的有效核电荷数较大 ，电离能也较大 。 ⑸ 错 。有效核电荷数D< E，离子半径D> E ，所以D的外层电子容易失去 ，

－

＋

－

＋

－

表现出较强还原性 ，而E是稳定的稀有气体构型 ，难失电子 ，几乎没有还原性 。

125．⑴ 原子半径 ：

① Ca > Sc 它们处于同一周期 ，Sc的有效核电荷数较高 。

② Ni < Cu 它们是同一周期相邻的元素 ，Cu的次外层d轨道全满 ，对外层电 子屏蔽作用较大 ，导致半径有所增大 。

③ Zr ≈ Hf 镧系收缩影响 ，使Hf半径偏小 ，甚至稍小于Zr的半径 。 ④ Cs > S r 因为Cs > Rb 而Rb > S r 。

⑤ K >Ag Ag虽比K多一层电子 ，但它的有效核电荷数比K大得多 。

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＋