Question

【題目】下表列出了核電荷數(shù)為21~25的元素的最高正化合價(jià)，回答下列問題：

元素名稱	鈧	鈦	釩	鉻	錳
元素符號(hào)	Sc	Ti	V	Cr	Mn
核電荷數(shù)	21	22	23	24	25
最高正價(jià)	+3	+4	+5	+6	+7

(1) 按要求完成填充：

①Sc的價(jià)電子排布___________________________________________________________ ；

②Ti外圍電子排布____________________________________________________________；

③用“原子實(shí)”表示V的核外電子排布___________________________________________；

④ 用軌道表示式表示Mn的特征電子排布 _______________________________________。

(2)已知基態(tài)鉻原子的電子排布是1s22s22p63s23p63d54s1，并不符合構(gòu)造原理。人們常常會(huì)碰到客觀事實(shí)與理論不相吻合的問題，當(dāng)你遇到這樣的問題時(shí)，你的態(tài)度是_________________________。

(3)對(duì)比上述五種元素原子的核外電子排布與元素的最高正化合價(jià)，你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是_____出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是________________________________________________________。

Answer 1

【答案】Sc： 3d14s2 Ti： 3d24s2 V： [Ar]3d34s2 Mn： 尊重客觀事實(shí)，注重理論適用范圍，掌握特例 五種元素的最高正化合價(jià)數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最高能層s電子和次高能層d電子數(shù)目之和 能量交錯(cuò)使得d電子也參與了化學(xué)反應(yīng)

【解析】

(1)根據(jù)能量最低原理、泡利不相容原理、和洪特定則等可以寫出核外電子排布；

(2) 碰到客觀事實(shí)與理論不相吻合的問題，要尊重客觀事實(shí)，注重理論適用范圍，掌握特例；

(3)對(duì)比表格數(shù)據(jù)可以觀察出現(xiàn)象和原因。

(1) ①Sc是第21號(hào)元素，位于第四周期，有四個(gè)電子層，最外層有3個(gè)電子，因?yàn)榈?/span>4層的s軌道的能量比第3層的d軌道低，所以電子先排第4層s軌道的兩個(gè)位置，再排第3層d軌道的一個(gè)位置，Sc的價(jià)電子排布為：3d14s2；

②Ti是第22號(hào)元素，位于第四周期，有四個(gè)電子層，最外層有4個(gè)電子，因?yàn)榈?/span>4層的s軌道的能量比第3層的d軌道低，所以電子先排第4層s軌道的兩個(gè)位置，再排第3層d軌道的2個(gè)位置，Ti的價(jià)電子排布為：3d24s2；

③V是第23號(hào)元素，位于第四周期，有四個(gè)電子層，最外層有5個(gè)電子，因?yàn)榈?/span>4層的s軌道的能量比第3層的d軌道低，所以電子先排第4層s軌道的兩個(gè)位置，再排第3層d軌道的3個(gè)位置，V的價(jià)電子排布為：3d34s2，用“原子實(shí)”表示V的核外電子排布為：[Ar]3d34s2；

④Mn是第24號(hào)元素，位于第四周期，有四個(gè)電子層，最外層有7個(gè)電子，因?yàn)榈?/span>4層的s軌道的能量比第3層的d軌道低，所以電子先排第4層s軌道的兩個(gè)位置，剩余5個(gè)電子再排第3層d軌道的5個(gè)位置，用軌道表示式表示Mn的特征電子排布為：；

(2) 已知基態(tài)鉻原子的電子排布是1s22s22p63s23p63d54s1，并不符合構(gòu)造原理。人們常常會(huì)碰到客觀事實(shí)與理論不相吻合的問題，當(dāng)遇到這樣的問題時(shí)，態(tài)度應(yīng)該是: 尊重客觀事實(shí)，注重理論適用范圍，掌握特例；

(3)對(duì)比這五種元素原子的核外電子排布與元素的最高正化合價(jià)，可以發(fā)現(xiàn)五種元素的最高正化合價(jià)數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最外層s電子和次外層d電子數(shù)目之和，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是能級(jí)交錯(cuò)使d電子也參與了化學(xué)反應(yīng)。