1、章末复习课第一章主题整合践行素养以“超导材料”为载体复习“原子结构与性质”化学材料不断改变人类的生产生活方式，新材料的研究发现与应用，是科技发展与社会进步的重要基石。化学材料种类众多，其中近年来超导材料的研究与应用是全球重要的研究热点，下面让我们来了解一下有关超导材料的知识。近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe-Sm-As-F-N-O 组成的化合物。(1)Sm 的价层电子排布式为 4f66s2，则该元素位于周期表中第_周期，4f轨道的电子排布图为_。As 的简化电子排布式为_。提示：根据价电子排布可知最高能层数为 6，所以位于周期表的第六周期；4f 有7 个轨道，
2、所以 4f6 的电子排布图为；As 的简化电子排布式为Ar3d104s24p3。(2)下列四种 N 原子的电子排布图表示的状态中，能量由低到高的顺序是_(用标号表示)。提示：A 为基态原子，能量最低，B、C、D 均发生了跃迁，B 中发生 1s 轨道电子跃迁至 2p 轨道，C 中发生 2s 轨道电子跃迁至 2p 轨道，由于 1s 轨道能量低，故能量 BC；D 中将 1s 轨道、2s 轨道电子跃迁至 2p，能量最高，ACBD(3)该化合物中几种非金属元素的电负性从大到小排列的顺序为_，N、O、F 第一电离能从大到小的顺序为_，原因为_。提示：电负性 FONAs；第一电离能：FNO，原因：N、O、F
3、 位于同一周期，原子半径减小，核电荷数增大，失电子能力减弱，所以 F 的第一电离能最大，由于 N 的 2p 轨道半充满，能量低且稳定，所以 N 的第一电离能大于 O。应用实践提升素养 钇钡铜氧(YBa2Cu3O7x)类高温超导材料(其中 Y 显3 价，Cu 显2、3 价)可由 Y2(CO3)3、BaCO3 和 CuCO3 混合在高温下反应制得。回答下列问题：(1)Y(钇)是一种稀土金属元素，与 Sc(钪)同族相邻。Y 在元素周期表中的位置是_，目前的周期表中，该族共有_种元素。(2)基态 Cu3的电子排布式为_。铜有 CuO 和 Cu2O 两种氧化物，后者比前者热稳定性强，原因是_。(3)磁性
4、材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明，若构成化合物的阳离子有未成对电子时，则该化合物具有磁性。下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为_(填序号)。AV2O5 BCrO2 CPbO DZnO(4)某种钇钡铜氧材料中 x0.2，n(Cu3)n(Cu2)_。【解析】(1)Sc 是第 21 号元素，处于周期表的第四周期B 族，所以 Y 在第五周期B 族。该族中包括 Sc、Y、镧系(15 个元素)、锕系(15 个元素)一共 32 种元素。(2)Cu 为第 29 号元素，基态排布为Ar3d104s1，所以 Cu3应该失去 3 个电子变为Ar3d8。铜有 CuO 和 Cu2O 两种氧化物，后者比前者热稳定性
5、强，原因是 Cu2O中 Cu 为1 价，失去最外层的 1 个电子，变为Ar3d10 结构，此时 3d 能级达到全充满的稳定结构，所以 Cu2O 的稳定性较强。(3)构成化合物的阳离子有未成对电子时，则该化合物具有磁性，V5的核外电子排 布 式 为 1s22s22p63s23p6，不 含 未 成 对 电 子；Cr4 的 核 外 电 子 排 布 式 为1s22s22p63s23p63d2，含 2 个未成对电子；Pb 和 C 元素同主族，Pb2的 6s 能级处于最外层，有 2 个电子，故 Pb2不含未成对电子；Zn2的价电子排布式为 3d10，不含未成对电子，故具有磁性的为 CrO2。(4)某种钇钡
6、铜氧材料中 x0.2，则化学式为 YBa2Cu3O6.8，设其中 Cu3和 Cu2分别有 X 个和 Y 个，所以有 XY3；再根据化合价代数之和为 0，得到 3223X2Y26.8；解得：X0.6，Y2.4；所以 n(Cu3)n(Cu2)14。答案：(1)第五周期B 族 32(2)Ar3d8 Cu2O 中 Cu的 3d 能级为全充满状态，较稳定(3)B(4)14 【补偿训练】1(2021潍坊高二检测)近年来我国科学家发现了一系列铁系超导材料，其中一类为 Fe-Nd-B-N 组成的化合物。下列说法正确的是()AB 元素位于元素周期表的 d 区B基态 Fe 原子核外电子占据的轨道总数为 13CNd
7、 的价层电子排布式为 4f46s2，则 Nd2价层电子排布式为 4f26s2D电负性 NBFe【解析】选 D。B 元素位于元素周期表第二周期第A 族，属于 p 区，A 错误；基态 Fe 原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，其中 3d 上占有 5 个轨道，故共占据的轨道总数为 15，B 错误；Nd 的价层电子排布式为 4f46s2，Nd 失去 6s上的 2 个电子，故 Nd2价层电子排布式为 4f4，C 错误；N 和 B 为非金属，Fe 为金属，所以 Fe 的电负性最小；由于 B 和 N 同周期，且 N 的原子序数大，所以 N的电负性大于 B，D 正确。2(1)高温
8、超导材料，是具有高临界转变温度，能在液氮温度条件下工作的超导材料。高温超导材料钪钇钡铜氧化物中含有 Sc2。基态时 Sc2的电子排布式为_。Sc含有能量不同的电子有_种。化合物中，稀土元素最常见的化合价是3，但也有少数的稀土元素可以显4 价。下面四种稀土元素的电离能(单位：kJmol1)数据如表，判断最有可能显4 价的稀土元素是_(填元素符号)元素I1I2I3I4Sc(钪)633 1 235 2 389 7 019Y(钇)616 1 181 1 980 5 963La(镧)538 1 067 1 850 4 819Ce(铈)527 1 047 1 949 3 547提示：基态时 Sc2的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d1，Sc有 7 种能量不同的电子；最有可能显4 价的稀土元素是 Ce。(2)如表是 Fe 与 Cu 的部分电离能数据，解释 I2(Cu)大于 I2(Fe)的主要原因是_。元素FeCu第一电离能 I1(kJmol1)759746第二电离能 I2(kJmol1)1 561 1 958提示：铜的价电子排布式为 3d104s1，失去一个电子后，价层电子为 3d10，全充满，较稳定。
