钨的价电子排布是否遵循洪特规则?
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- 分类:钨业知识
- 发布于 2023年9月10日 星期日 23:16
- 作者:Shuangfeng
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钨的价电子排布没有遵循洪特规则。钨是过渡金属元素之一,位于元素周期表第六周期(第二长周期)的VIB族。过渡金属元素由于具有未充满的价层d轨道,基于十八电子规则,性质与其他元素有明显差别。
宏观上,过渡金属的熔点高,且具有一定的规律:元素周期表从左往右数和从上到下数,过渡金属的熔点往往会增加,所以位于最右下角的钨熔点最高(3422℃),而且足够坚硬,与卤素气体反应还能形成卤钨循环,是制造灯丝最合适的原材料。
微观上,与主族元素相比,钨这类过渡金属元素的价电子排布并未遵循洪特规则的定律。洪特规则是能级交错现象的一种较为简单的近似描述,在第五周期之前的元素基本符合,而第五周期之后的元素价电子常常不符合这样的规律,尤其是镧系和锕系元素几乎不契合。过渡元素价层电子构型的特点是d轨道上的电子处于未充满的状态(Pd例外),最外层仅有1~2个电子,它们的价电子构型为(n-1)d1-9ns1-2(Pd为4d10)。
为了认识复杂情况下的能级交错,除了洪特规则以外,一般可以参考1962年F A Cotton提出的轨道能量随原子序数变化的规律图。钨的原子序数为74,图中可见原子序数74附近,6s与5d能量几乎一致。
按同族铬、钼的惯例应该排半充满的5d56s1构型,但相对论效应使得6s轨道能量降低、向心收缩,因此更倾向于采用5d46s2构型。
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