二碘化鎢中鎢元素化合價是多少?

二碘化鎢中鎢元素化合價是+2價,碘元素的化合價為-1價,所以二碘化鎢中碘和鎢的數量比為2:1,這是根據電中性原則決定的。

電中性原則(electric neutrality principle)是指多種原子組成的化合物體系,一些原子得到的電子數必等於另一些原子失去的電子數以維持體系的電中性。二碘化鎢中鎢原子的價層電子構型為5d46s2,最外層有6個電子,在與碘的化合中失去2個電子,並得到碘的2個電子以保持電中性和化合物穩定性。

處於電中性的鎢原子

對於過渡金屬元素,鎢成為二碘化鎢的中心原子時,並沒有激發所有的外層電子參與到化合反應中。就目前來說,我們能夠獲得穩定的鎢和碘的化合物只有二碘化鎢、三碘化鎢和四碘化鎢,卻無法獲得六碘化鎢,考慮因素不只是碘原子半徑大小的問題,更是與碘結合時,鎢並沒有將周圍所有價層電子都填入到雜化軌道中參加反應。

雖然鎢和碘的系列化合物無法使所有的價層電子進入雜化軌道,但電負性強的元素(如氟、氧、氯)能夠激發鎢原子的最高化合價即+6價。鎢原子在形成最高價分子時,能量相近的5d和6s電子軌道相互疊加並重新組合,其中價層電子軌道6s是全充滿,5d是未充滿的。根據量子效應及能級公式E=n²h²/8ml²,每個鎢原子的價層電子的原子軌道5d和6s首先進行線性組合,即5d和6s進行雜化形成6個d5s雜化軌道,雜化後6個價層電子分別填充在6個雜化軌道上。

鎢所有外層電子參與雜化軌道示意圖

 

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