鎢的價電子排布是否遵循洪特規則?

鎢的價電子排布沒有遵循洪特規則。鎢是過渡金屬元素之一,位於元素週期表第六週期(第二長週期)的VIB族。過渡金屬元素由於具有未充滿的價層d軌道,基於十八電子規則,性質與其他元素有明顯差別。

宏觀上,過渡金屬的熔點高,且具有一定的規律:元素週期表從左往右數和從上到下數,過渡金屬的熔點往往會增加,所以位於最右下角的鎢熔點最高(3422℃),而且足夠堅硬,與鹵素氣體反應還能形成鹵鎢迴圈,是製造燈絲最合適的原材料。

鎢所在的過渡金屬元素分區

微觀上,與主族元素相比,鎢這類過渡金屬元素的價電子排布並未遵循洪特規則的定律。洪特規則是能級交錯現象的一種較為簡單的近似描述,在第五週期之前的元素基本符合,而第五週期之後的元素價電子常常不符合這樣的規律,尤其是鑭系和錒系元素幾乎不契合。過渡元素價層電子構型的特點是d軌道上的電子處於未充滿的狀態(Pd例外),最外層僅有1~2個電子,它們的價電子構型為(n-1)d1-9ns1-2(Pd為4d10)。

為了認識複雜情況下的能級交錯,除了洪特規則以外,一般可以參考1962年F A Cotton提出的軌道能量隨原子序數變化的規律圖。鎢的原子序數為74,圖中可見原子序數74附近,6s與5d能量幾乎一致。

軌道能量隨原子序數變化的規律圖

按同族鉻、鉬的慣例應該排半充滿的5d56s1構型,但相對論效應使得6s軌道能量降低、向心收縮,因此更傾向於採用5d46s2構型。

 

 

微信公众号

 

鎢鉬視頻

2024年1月份贛州鎢協預測均價與下半月各大型鎢企長單報價。

 

鎢鉬音頻

龍年首周鎢價開門紅。