题目
基态 24Cr 的电子组态是 ( )A. [Ar]4s23d4B. [Kr] 3d44s2C. [Ar] 3d54s1D. [Xe] 3d44s2
基态 24Cr 的电子组态是 ( )
A. [Ar]4s23d4
B. [Kr] 3d44s2
C. [Ar] 3d54s1
D. [Xe] 3d44s2
题目解答
答案
C. [Ar] 3d54s1
解析
本题考查基态原子电子排布的异常现象,核心在于理解过渡金属元素的电子填充规律。
关键点:
- 铬(Cr)的原子序数为24,基态电子排布需以氩(Ar)为基底,填充剩余电子。
- 构造量子数的常规顺序(如4s先填)在某些情况下会被打破,以形成更稳定的电子构型(如半充满状态)。
- 异常排布:Cr的电子排布为
[Ar]3d⁵4s¹,而非常规的[Ar]3d⁴4s²,这是由于3d轨道半充满更稳定。
基态Cr的电子排布推导
- 确定原子序数:Cr的原子序数为24,对应核外电子总数为24。
- 稀有气体基底:以氩(Ar,原子序数18)为基底,剩余电子数为
24 - 18 = 6。 - 常规填充顺序:按构造量子数顺序,4s轨道应先填,因此常规排布为
[Ar]4s²3d⁴。 - 异常排布修正:
- 3d轨道半充满(
3d⁵)比不充满更稳定。 - 因此,Cr会从4s轨道“借”1个电子填充到3d轨道,最终排布为
[Ar]3d⁵4s¹。
- 3d轨道半充满(
选项分析
- A. [Ar]4s²3d⁴:常规排布,但不符合实际。
- B. [Kr]3d⁴4s²:Kr原子序数为36,远超24,错误。
- C. [Ar]3d⁵4s¹:正确体现Cr的异常排布。
- D. [Xe]3d⁴4s²:Xe原子序数为54,错误。