1樓:匿名使用者
的理解還不夠深入。
正確答案確實是c 26。
理由:3d軌道填充電子後,其能量迅速降低而低於4s,因此,在電子失去時首先應失去4s上的電子,如果再要失去,就再失去3d上的部分電子。
半充滿就是指每個軌道上各有一個電子,且自旋方向相同;對不同軌道,其半充滿的電子數不同:
p軌道:3個軌道,因此p3是半充滿;
d軌道:5個軌道,因此d5是半充滿;
f軌道:7個軌道,因此f7是半充滿。
2樓:匿名使用者
選c是對的。該元素為26號fe元素。
fe[ar]3d^6 4s^2 — 3e → fe3+[ar]3d^5
能不能幫我特別詳細的講解一下電子排布和雜化的有關知識?謝謝!
3樓:匿名使用者
一、原子核外電子排布的原理
處於穩定狀態的原子,核外電子將儘可能地按能量最低原理排布,另外,由於電子不可能都擠在一起,它們還要遵守保裡不相容原理和洪特規則,一般而言,在這三條規則的指導下,可以推匯出元素原子的核外電子排布情況,在中學階段要求的前36號元素裡,沒有例外的情況發生。
1.最低能量原理
電子在原子核外排布時,要儘可能使電子的能量最低。怎樣才能使電子的能量最低呢?比方說,我們站在地面上,不會覺得有什麼危險;如果我們站在20層樓的頂上,再往下看時我們心理感到害怕。
這是因為物體在越高處具有的勢能越高,物體總有從高處往低處的一種趨勢,就像自由落體一樣,我們從來沒有見過物體會自動從地面上升到空中,物體要從地面到空中,必須要有外加力的作用。電子本身就是一種物質,也具有同樣的性質,即它在一般情況下總想處於一種較為安全(或穩定)的一種狀態(基態),也就是能量最低時的狀態。當有外加作用時,電子也是可以吸收能量到能量較高的狀態(激發態),但是它總有時時刻刻想回到基態的趨勢。
一般來說,離核較近的電子具有較低的能量,隨著電子層數的增加,電子的能量越來越大;同一層中,各亞層的能量是按s、p、d、f的次序增高的。這兩種作用的總結果可以得出電子在原子核外排布時遵守下列次序:1s、2s、2p、3s、**、4s、3d、4p……
2.保裡不相容原理
我們已經知道,一個電子的運動狀態要從4個方面來進行描述,即它所處的電子層、電子亞層、電子雲的伸展方向以及電子的自旋方向。在同一個原子中沒有也不可能有運動狀態完全相同的兩個電子存在,這就是保裡不相容原理所告訴大家的。根據這個規則,如果兩個電子處於同一軌道,那麼,這兩個電子的自旋方向必定相反。
也就是說,每一個軌道中只能容納兩個自旋方向相反的電子。這一點好像我們坐電梯,每個人相當於一個電子,每一個電梯相當於一個軌道,假設電梯足夠小,每一個電梯最多隻能同時供兩個人乘坐,而且乘坐時必須一個人頭朝上,另一個人倒立著(為了充分利用空間)。根據保裡不相容原理,我們得知:
s亞層只有1個軌道,可以容納兩個自旋相反的電子;p亞層有3個軌道,總共可以容納6個電子;f亞層有5個軌道,總共可以容納10個電子。我們還得知:第一電子層(k層)中只有1s亞層,最多容納兩個電子;第二電子層(l層)中包括2s和2p兩個亞層,總共可以容納8個電子;第3電子層(m層)中包括3s、**、3d三個亞層,總共可以容納18個電子……第n層總共可以容納2n2個電子。
3.洪特規則
從光譜實驗結果總結出來的洪特規則有兩方面的含義:一是電子在原子核外排布時,將儘可能分佔不同的軌道,且自旋平行;洪特規則的第二個含義是對於同一個電子亞層,當電子排布處於
全滿(s2、p6、d10、f14)
半滿(s1、p3、d5、f7)
全空(s0、p0、d0、f0)時比較穩定。這類似於我們坐電梯的情況中,要麼電梯是空的,要麼電梯裡都有一個人,要麼電梯裡都擠滿了兩個人,大家都覺得比較均等,誰也不抱怨誰;如果有的電梯裡擠滿了兩個人,而有的電梯裡只有一個人,或有的電梯裡有一個人,而有的電梯裡沒有人,則必然有人產生抱怨情緒,我們稱之為不穩定狀態。
二、核外電子排布的方法
對於某元素原子的核外電子排布情況,先確定該原子的核外電子數(即原子序數、質子數、核電荷數),如24號元素鉻,其原子核外總共有24個電子,然後將這24個電子從能量最低的1s亞層依次往能量較高的亞層上排布,只有前面的亞層填滿後,才去填充後面的亞層,每一個亞層上最多能夠排布的電子數為:s亞層2個,p亞層6個,d亞層10個,f亞層14個。最外層電子到底怎樣排布,還要參考洪特規則,如24號元素鉻的24個核外電子依次排列為
1s22s22p63s2**64s23d4
根據洪特規則,d亞層處於半充滿時較為穩定,故其排布式應為:
1s22s22p63s2**64s13d5
最後,按照人們的習慣「每一個電子層不分隔開來」,改寫成
1s22s22p63s2**63d54s1
即可。三、核外電子排布在中學化學中的應用
1.原子的核外電子排布與軌道表示式、原子結構示意圖的關係:原子的核外電子排布式與軌道表示式描述的內容是完全相同的,相對而言,軌道表示式要更加詳細一些,它既能明確表示出原子的核外電子排布在哪些電子層、電子亞層上, 還能表示出這些電子是處於自旋相同還是自旋相反的狀態,而核外電子排布式不具備後一項功能。原子結構示意圖中可以看出電子在原子核外分層排布的情況,但它並沒有指明電子分佈在哪些亞層上,也沒有指明每個電子的自旋情況,其優點在於可以直接看出原子的核電荷數(或核外電子總數)。
2.原子的核外電子排布與元素週期律的關係
在原子裡,原子核位於整個原子的中心,電子在核外繞核作高速運動,因為電子在離核不同的區域中運動,我們可以看作電子是在核外分層排布的。按核外電子排布的3條原則將所有原子的核外電子排布在該原子核的周圍,發現核外電子排布遵守下列規律:原子核外的電子儘可能分佈在能量較低的電子層上(離核較近);若電子層數是n,這層的電子數目最多是2n2個;無論是第幾層,如果作為最外電子層時,那麼這層的電子數不能超過8個,如果作為倒數第二層(次外層),那麼這層的電子數便不能超過18個。
這一結果決定了元素原子核外電子排布的週期性變化規律,按最外層電子排布相同進行歸類,將週期表中同一列的元素劃分為一族;按核外電子排布的週期性變化來進行劃分週期
如第一週期中含有的元素種類數為2,是由1s1~2決定的
第二週期中含有的元素種類數為8,是由2s1~22p0~6決定的
第三週期中含有的元素種類數為8,是由3s1~2**0~6決定的
第四周期中元素的種類數為18,是由4s1~23d0~104p0~6決定的。
軌道的相互疊加過程叫原子軌道的雜化。原子軌道疊加後產生的新的原子軌道叫雜化軌道。
⑴ 在形成分子(主要是化合物)時,同一原子中能量相近的原子軌道 (一般為同一能級組的原子軌道) 相互疊加(雜化)形成一組的新的原子軌道。
⑵ 雜化軌道比原來的軌道成鍵能力強,形成的化學鍵鍵能大,使生成的分子更穩定。由於成鍵原子軌道雜化後,軌道角度分佈圖的形狀發生了變化(形狀是一頭大,一頭小),雜化軌道在某些方向上的角度分佈,比未雜化的p軌道和s軌道的角度分佈大得多,它的大頭在成鍵時與原來的軌道相比能夠形成更大的重疊,因此雜化軌道比原有的原子軌道成鍵能力更強。
⑶ 形成的雜化軌道之間應儘可能地滿足最小排斥原理(化學鍵間排斥力越小,體系越穩定),為滿足最小排斥原理, 雜化軌道之間的夾角應達到最大。
⑷ 分子的空間構型主要取決於分子中σ鍵形成的骨架,雜化軌道形成的鍵為σ鍵,所以,雜化軌道的型別與分子的空間構型相關。兩個p軌道形成的大π鍵
雜化型別有
1)sp雜化
同一原子內由一個ns軌道和一個np軌道發生的雜化,稱為sp雜化。雜化後組成的軌道稱為sp雜化軌道。sp雜化可以而且只能得到兩個sp雜化軌道。
實驗測知,氣態becl2中的鈹原子就是發生sp雜化,它是一個直線型的共價分子。be原子位於兩個cl原子的中間,鍵角180°,兩個be-cl鍵的鍵長和鍵能都相等
2)sp2雜化
同一原子內由一個ns軌道和二個np軌道發生的雜化,稱為sp2雜化。雜化後組成的軌道稱為sp2雜化軌道。氣態氟化硼(bf3)中的硼原子就是sp2雜化,具有平面三角形的結構。
b原子位於三角形的中心,三個b-f鍵是等同的,鍵角為120°
(3)sp3雜化
同一原子內由一個ns軌道和三個np軌道發生的雜化,稱為sp3雜化,雜化後組成的軌道稱為sp3雜化軌道。sp3雜化可以而且只能得到四個sp3雜化軌道。ch4分子中的碳原子就是發生sp3雜化,它的結構經實驗測知為正四面體結構,四個c-h鍵均等同,鍵角為109°28′。
這樣的實驗結果,是電子配對法所難以解釋的,但雜化軌道理論認為,激發態c原子(2s12p3)的2s軌道與三個2p軌道可以發生sp3雜化,從而形成四個能量等同的sp3雜化軌道
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