不同元素对应离子价态的问题(一)

作者&投稿:歧冰 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 前一段时间,有朋友帮孩子问了几个关于不同元素对应离子价态的问题,最近,又有朋友问了类似的问题。想到逗逗也准备开始学化学了,估计也会问出类似的问题,搞不好还会有其他朋友问类似的问题,所以干脆把前段时间朋友提出的问题和回答整理出来,再增加一些衍生的理论问题及解答,供大家参考。

原始问题:

1、氧元素有8个电子,外层是6个,为啥才2价?

2、铁是3价,为啥2价是亚铁?和外层电子有关系哇?为什么四氧化三铁就是稳定结构?

3、锰、二氧化锰、高锰酸钾的锰的价分别是什么?

解答:要解答和理解这些问题,首先要先知道核外电子排布规律,即三个原理:Pauli不相容原理、能量最低原理和洪特规则。

一、原子核外电子排布规律

1、 Pauli不相容原理:每个轨道最多只能容纳两个电子,且自旋相反配对。

2、  能量最低原理:电子尽可能占据能量最低的轨道。

3、  洪特规则:当电子排布在同一能级(能量相同)的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同。

此外,等价轨道在全充满、半充满或全空的状态是比较稳定的。

知道了这三个原理,再了解一下轨道能级。

二、轨道能级

电子排布是表示原子核外电子排布的图式之一。分别用1、2、3、4、5、6、7等数字表示K、L、M、N、O、P、Q、R等电子层,用s、p、d、f等符号分别表示各电子亚层,并在这些符号右上角用数字表示各亚层上电子的数目。而s、p、d、f这四种电子亚层,分别对应四种轨道能级。

图1  轨道能级分类及其核外电子排布

然后再分别看一下氧(O)、铁(Fe)和锰(Mn)的核外电子排布。看了核外电子排布,结合上面提到的原子核外电子排布规律,就知道对应离子的价态以及为什么哪种离子更稳定了。在原子基础上,得电子的呈负价(-),得几个电子就是负几价;失去电子的呈正价(+),失去几个电子就是正几价。

三、氧原子及其离子的核外电子排布

氧原子的价电子在最外层的2p轨道上。2p轨道得到2个电子,2p轨道处于全充满状态,达到稳定状态,氧离子为-2价。

图2  氧原子及其离子的核外电子排布

四、铁原子及其离子的核外电子排布

铁原子的价电子在3d轨道和4s轨道上。最外层的4s轨道失去2个电子,4s轨道处于全空状态,达到较稳定状态,此时铁离子为+2价。在此基础上,3d轨道再失去一个电子,不但4s轨道处于全空状态,3d轨道也处于半充满状态,达到稳定状态,此时铁离子为+3价,而+3价较之+2价更为稳定。四氧化三铁(Fe3O4,即FeO·Fe2O3)对应的铁离子有+2价也有+3价。

图3  铁原子及其离子的核外电子排布

五、锰原子及其离子的核外电子排布

锰(Mn)、二氧化锰(MnO2)、高锰酸钾(KMnO4)的锰的价态,可以从电中性去计算:锰单质就是零价;二氧化锰中有两个氧原子,一个氧原子是-2价,两个就是-2*2=-4,所以锰就是+4价;而高锰酸钾里有四个氧,就是-2*4=-8,一个钾原子是+1价,所以锰就是+7价。我们也可以从锰的核外电子排布来看锰的不同价态稳定性。锰原子的价电子也在3d轨道和4s轨道上。最外层的4s轨道失去2个电子,4s轨道处于全空状态,而3d轨道本来就处在半充满状态,达到较稳定状态,此时锰离子为+2价。在此基础上,锰的3d轨道再依次失去1、2、3、4、5个电子,对应的锰分别为+3、+4、+5、+6、+7价。但3d轨道上电子的填充状态不一样,对应的离子稳定性不一样。

图4 锰原子及其离子的核外电子排布

当4s轨道的两个电子和3d轨道的5个电子全部失去时,4s轨道和3d轨道均处于全空状态,+7价的Mn7+处于稳定的状态,而高锰酸钾(KMnO4)中的Mn就是+7价。不过,Mn3+/Mn(III)和Mn5+/Mn(V)不稳定,容易发生歧化反应。

那么衍生的问题就来了:

1、为什么Mn3+/Mn(III)和Mn5+/Mn(V)不稳定容易发生歧化反应?

2、3d轨道电子的失去先后顺序是什么,是否跟它的电子云分布有关?

(未完待续)


...价态离子形式,这一特性在周期表各元素中是唯一的,其原因是...
【答案】:+3、+4、+5、+6$钚的各离子对的值十分相近

有知道化学元素价态表的吗?
化态,而镍的+3氧化态则少见。我们从物理性质、化学性质、用途三个方面来介绍铁系元素的通性。⑴物理性质 铁系元素的原子半径、离子半径、电离势等性质基本上随原子序数的增加而有规律地变 化。但镍的原子量比钴小,这是因为镍的同位素中质量数小的一种占的比例大。铁系元素单质都是具有金属光泽的...

X元素最低价态为-2价,其离子的核外电子数与钠离子的核外电子数相同...
氧元素。

...A.一种元素在同一种化合物里,可能显不同的化合价B.化合物中,非金 ...
A、同一种元素在同一种物质种可能显不同的价态,如在NH4NO3中含有铵根离子和硝酸根离子;铵根离子显+1价,而氢元素显+1价,故氮元素为-3价;硝酸根离子显-1价,而氧元素显-2价,故氮元素显+5价;所以硝酸铵中氮元素分别显-3价和+5价;一种元素在同一种化合物里,可能显不同的化合价,故...

...A.在同一种化合物中,同一种元素的化合价一定相同B.一种元素在不同...
a、同一种元素在同一种物质种可能显不同的价态,如在nh4no3中含有铵根离子和硝酸根离子;铵根离子显+1价,而氢元素显+1价,故氮元素为-3价;硝酸根离子显-1价,而氧元素显-2价,故氮元素显+5价;所以硝酸铵中氮元素分别显-3价和+5价;一种元素在同一种化合物里,可能显不同的化合价,故...

离子所带电荷为什么等于该元素的化合价?
两者不能搭配,只能说元素的化合价 对于单一元素构成的简单离子,像cl-、h+等,元素化合价等于离子电荷数 对于复杂离子,像硫酸根离子、硝酸根离子,其中心元素的化合价要根据电荷数计算,一般像o化合价为-2,只有在过氧化物、过氧有机酸、超氧化物等复杂氧化物中会有其他价态,具体情况具体分析 ...

物质的化合价和离子的价态有没有关系
学习中把普遍规律和几个特例记住就可以了。再有,多了解常见元素形成的化合物,价电子为+4的元素常以+4或+2价化合(比如二氧化袒,一氧化碳)同一主族元素有相似的性质(注意是相似性,不是完全一样,也有递变性)离子的几价问题(是离子带几个电荷吗?),总之,离子中各个元素化合价之和等于离子...

为什么同一元素多种价态的氧化物及其水合物氧化数高的酸性强?_百度知 ...
不管是低价还是高价,氧化物的水合物都可以表示成R(OH)m的形式。中心离子R的价态越高,吸引O-H键中电子的能力越强,即H原子上带的正电荷越多,到了一定的程度H离子会电离,就显酸性。反之,如果价态不高,则H离子很难电离,而O原子具有较强提供电子对接受H离子的能力,即显碱性。

判断离子半径大小的一般规律
3. 同种元素的原子半径与其形成的相应离子半径比较:阳离子的半径小于相应的原子半径。例如,钠离子(Na+)的半径小于钠原子半径,镁离子(Mg2+)的半径小于镁原子半径。这是因为阳离子缺少了一个电子层。4. 相同元素的不同价态(共价)时,价态越高,原子半径越小。例如,硫酸(H2SO4)中的硫原子...

不同元素对应离子价态的问题(一)
前一段时间,有朋友帮孩子问了几个关于不同元素对应离子价态的问题,最近,又有朋友问了类似的问题。想到逗逗也准备开始学化学了,估计也会问出类似的问题,搞不好还会有其他朋友问类似的问题,所以干脆把前段时间朋友提出的问题和回答整理出来,再增加一些衍生的理论问题及解答,供大家参考。原始问题:1...

衡东县19576734002: 求常见化学元素的主要化合价 !!! -
撒阮泰美: 正一价:氢,钾,纳,银,铵根离子.正二价:钙,镁,钡,锌,铜,亚铁.正三价:铝,铁.负一价:氯,氢氧根离子,硝酸根离子.负二价:氧,硫酸根离子,碳酸根离子.负三价:磷酸根离子.常见元素的主要化合价氟氯溴碘负一...

衡东县19576734002: 化学元素价态问题
撒阮泰美: 1.最外层电子数为8的粒子才会稳定,Mg3S层有双电子,是很活泼的金属元素; 2.Mg和CO2反应,属于特征反应,而表现出Mg的活泼性和强还原性; 3.Cu外层电子层为3d10 4S1,d层电子10电子稳定,但亚铜离子半径小、d层电子能量高易逸出,遂形成稳定的二价铜离子.

衡东县19576734002: 关于化合价的问题
撒阮泰美: 1、对于单原子的离子,化合价的值=离子带电数,如Fe2+就是+2价,Fe3+就是+3价;因为同一元素可以有不同价态的离子,所以就有不同的化合价.对于多原子的离子,就要计算了,如OH- ,H是+1价,O是-2价,加起来是-1价,所以所有原子化合价之和=离子的带电数. 2、对于化合物,所有原子的化合价之和=0,因为化合物本身不显电性.所以可以求出原子数目.比如:H2O中O-2价,H+1价,所以要2个H和1个O,总的化合价=0.

衡东县19576734002: 元素化合价的常见价态怎么计算,??? -
撒阮泰美: 学习化学要注意两个方面的问题: 1. 基本知识,必须记住.就象你小时学习1+1=2一样,没有推理,必须记住. 2. 一般规律要理解记忆.与化合价有关的知识: 1. 基本知识:常见元素的常见化合价,建议你参照:http://baike.baidu.com/link?...

衡东县19576734002: 高中化学有哪些强氧化性和强还原性离子以及对应的离子共存问题 -
撒阮泰美: 其实辨别离子的还原性和氧化性是有规律的: 最高价态的元素对应最强的氧化性,最低价太态的元素对应最强的还原性.中间价态的元素既具有氧化性又具有还原性! 强氧化性离子:次氯酸根离子,MnO4-,Fe3+ 强还原性离子:I-,SO3 2- 离子共存问题: 强氧化性的物质不能与强还原性的物质共存! 会生成气体或水或沉淀的离子不能共存! 强氧化性离子和强还原性离子不能大量共存. 如MnO4-和I-、S2-、Fe2+,Fe3+和I-、S2-, Fe2+和H+、NO3-,MnO4-和H+、Cl-,H+和 SO3 2- 等都不能在溶液中共存. 祝你化学进步!

衡东县19576734002: 同种元素的不同价态微粒,价态越高,离子半径越小,这话绝对正确吗?举个反例 -
撒阮泰美:[答案] 不完全正确.要考虑得失电子的电子层问题.以氯元素为例,氯原子的半径和-1价氯离子的半径应该是相同的,因为氯离子原本就有3个电子层,只不过原子结构时最外电子层只有7个电子,氯原子当得到一个电子成为了车厘子时,最外层电子层的电子...

衡东县19576734002: 同种元素不同价态的阳离子,价态越高,怎么看 -
撒阮泰美: 同种元素不同价态的阳离子,价态越高, 就是看离子右上方的数字,其实就是化合价. 如:Ca2+,就是+2价.

衡东县19576734002: 初中元素周期表中前20个元素离子名称及化合价,谁来帮哈忙? -
撒阮泰美: 氢离子+1价,锂离子+1价,钠离子+1价,镁离子+2价,铝离子+3价. 楼主值得就是氢离子和金属离子吧? 非金属离子就多了,像氧O就有氧离子,过氧根离子,超氧根离子多种.

衡东县19576734002: 高一化学如何判断离子的半径?(如钾离子、钠离子)如何比较离子的金
撒阮泰美: 同种元素:1.阳离子半径小于相对原子半径 2.阴离子半径大于相对原子半径 3.不同价态的离子,价态越高,离子的的半径越小 不同种元素:1.最外层电子数相同,电子层数越多,半径越大 2.电子层数相同核电核数越多,半径反而越小 3.电子层结构相同的离子,核电核数越多,半径越小

衡东县19576734002: 高中化学有哪些强氧化性和强还原性离子以及对应的离子共存问题 -
撒阮泰美:[答案] 其实辨别离子的还原性和氧化性是有规律的:最高价态的元素对应最强的氧化性,最低价太态的元素对应最强的还原性.中间价态的元素既具有氧化性又具有还原性!强氧化性离子:次氯酸根离子,MnO4-,Fe3+ 强还原性离子:I-,...

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网