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为什么铜的最外层电子数是一但是铜的最常见价态是2

2023-01-23 18:16 作者:化学迷-yy  | 我要投稿

因为铜原子核对外层电子的束缚力太小,因为它的层数太多,以致于很容易被夺走两个电子的控制权。 例如铜和氧反应,就很容易显出二价,有时候也会显出一价,比如氧化亚铜,但很容易被空气氧化为氧化铜,铜有时候也会呈三价。 事实上元素在反应的时候,呈现什么价态,是由参与反应的元素对电子的需要程度决定的与电子层分布 因为铜原子核对外层电子的束缚力太小,因为它的层数太多,以致于很容易被夺走两个电子的控制权。 ”

因为实际上Cu是倒数第二层电子数本来是9,但是由于原子结构趋于半满或全满结构更稳定,当失去一个电子后,它就可以恢复它的原形态……另外,并不是说+2价的更常见,只是高中时我们常见的是+2价,大自然中+1价和+2价的铜相差并不是灰常大~~~

+2价的铜离子最外层电子数为17,固态时+1价是稳定的.但是湿态时+2价的铜离子会水合成Cu[H2O]4二价阳离子,这个离子比+1价的铜离子更稳定.这就是为什么可以看到固体的氧化亚铜Cu2O,却在溶液中看不到+1价的铜离子.

还有因为Cu在+1价的时候容易被氧化成+2价,除非Cu和S这种氧化性较弱的来说会生成Cu2+
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10

首先明确,排电子排布式要用到四个基本的定理:能量最的原理,洪特规则,洪特规则特例,不相容定律.排铜的时候主要就是,洪特规则特例的应用.
首先铜是第29号元素,所以它的前十八个电子的排布和氩元素的原子一样,是1s2\2s2\sp6\3s2\3p6,接着是第19个电子,由于这里出现了能级交错的现象,应该先派4s的2个,然后是3d9,

一般来看应该就是这样,但是这里就出现了洪特规则特例,由于要符合能量最低原理,(当轨道处于全空、半空、全充满的时候能量较低,原子较稳定),所以4s上的一个电子被激发到3d轨道上去,而激发的能量可以通过满足4s1的半充满和3d10的全充满来弥补,这样使得铜原子的能量最低,达到稳定的状态.
Cu+是d10构型,而Cu2+是d9构型,所以Cu+高温及干态比Cu2+稳定.
但是Cu+是借助空s和p轨道配位,而Cu2+形成配离子为四短两长键的细长八面体或平面正方形,因而在某些溶剂(水、液氨等)更加稳定.
注意的是允许有d9结构,要知道Ag和Au都能形成二价离子,只是由于电子层等因素分别较Ag+和Au3+不稳定.

铜的电子排布式是[Ar]3d10 4s1,最外层确实是一个。但是它是副族元素,形成化合物的时候价层电子(就是发生化学反应的电子)不一定是最外层电子,它的3d能级(次外层的d能级轨道)电子也是价电子,显正一价时失去最外层那一个,正二价时再失去一个3d电子。




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