為什么銅的最外層電子數(shù)是一但是銅的最常見價(jià)態(tài)是2
因?yàn)殂~原子核對外層電子的束縛力太小,因?yàn)樗膶訑?shù)太多,以致于很容易被奪走兩個(gè)電子的控制權(quán)。?例如銅和氧反應(yīng),就很容易顯出二價(jià),有時(shí)候也會(huì)顯出一價(jià),比如氧化亞銅,但很容易被空氣氧化為氧化銅,銅有時(shí)候也會(huì)呈三價(jià)。 事實(shí)上元素在反應(yīng)的時(shí)候,呈現(xiàn)什么價(jià)態(tài),是由參與反應(yīng)的元素對電子的需要程度決定的與電子層分布 因?yàn)殂~原子核對外層電子的束縛力太小,因?yàn)樗膶訑?shù)太多,以致于很容易被奪走兩個(gè)電子的控制權(quán)。 ”
因?yàn)閷?shí)際上Cu是倒數(shù)第二層電子數(shù)本來是9,但是由于原子結(jié)構(gòu)趨于半滿或全滿結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,當(dāng)失去一個(gè)電子后,它就可以恢復(fù)它的原形態(tài)……另外,并不是說+2價(jià)的更常見,只是高中時(shí)我們常見的是+2價(jià),大自然中+1價(jià)和+2價(jià)的銅相差并不是灰常大~~~
+2價(jià)的銅離子最外層電子數(shù)為17,固態(tài)時(shí)+1價(jià)是穩(wěn)定的.但是濕態(tài)時(shí)+2價(jià)的銅離子會(huì)水合成Cu[H2O]4二價(jià)陽離子,這個(gè)離子比+1價(jià)的銅離子更穩(wěn)定.這就是為什么可以看到固體的氧化亞銅Cu2O,卻在溶液中看不到+1價(jià)的銅離子.
還有因?yàn)镃u在+1價(jià)的時(shí)候容易被氧化成+2價(jià),除非Cu和S這種氧化性較弱的來說會(huì)生成Cu2+
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10
首先明確,排電子排布式要用到四個(gè)基本的定理:能量最的原理,洪特規(guī)則,洪特規(guī)則特例,不相容定律.排銅的時(shí)候主要就是,洪特規(guī)則特例的應(yīng)用.
首先銅是第29號元素,所以它的前十八個(gè)電子的排布和氬元素的原子一樣,是1s2\2s2\sp6\3s2\3p6,接著是第19個(gè)電子,由于這里出現(xiàn)了能級交錯(cuò)的現(xiàn)象,應(yīng)該先派4s的2個(gè),然后是3d9,
一般來看應(yīng)該就是這樣,但是這里就出現(xiàn)了洪特規(guī)則特例,由于要符合能量最低原理,(當(dāng)軌道處于全空、半空、全充滿的時(shí)候能量較低,原子較穩(wěn)定),所以4s上的一個(gè)電子被激發(fā)到3d軌道上去,而激發(fā)的能量可以通過滿足4s1的半充滿和3d10的全充滿來彌補(bǔ),這樣使得銅原子的能量最低,達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài).
Cu+是d10構(gòu)型,而Cu2+是d9構(gòu)型,所以Cu+高溫及干態(tài)比Cu2+穩(wěn)定.
但是Cu+是借助空s和p軌道配位,而Cu2+形成配離子為四短兩長鍵的細(xì)長八面體或平面正方形,因而在某些溶劑(水、液氨等)更加穩(wěn)定.
注意的是允許有d9結(jié)構(gòu),要知道Ag和Au都能形成二價(jià)離子,只是由于電子層等因素分別較Ag+和Au3+不穩(wěn)定.
銅的電子排布式是[Ar]3d10 4s1,最外層確實(shí)是一個(gè)。但是它是副族元素,形成化合物的時(shí)候價(jià)層電子(就是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電子)不一定是最外層電子,它的3d能級(次外層的d能級軌道)電子也是價(jià)電子,顯正一價(jià)時(shí)失去最外層那一個(gè),正二價(jià)時(shí)再失去一個(gè)3d電子。