Mn离子为什么最高价是+7价,原子外围电子结构为3d54s2

林霜儿2022-10-04 11:39:544条回答

Mn离子为什么最高价是+7价,原子外围电子结构为3d54s2
原子轨道电子数为0或半充满或全充满时,原子达到稳定结构,那锰离子如果是+7价为最高价的话d轨道应该失去5个电子显示为空轨道,那为什么d轨道可不可以得到5个电子,达到全充满状态,那Mn离子就应该显示﹣5价了啊?

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大漠狂猪 共回答了16个问题 | 采纳率93.8%
所谓稳定结构这个概念并不容易准确理解,事实上相当困难,主要原因是我们在初中的时候受到了很多根深蒂固的填鸭式灌输以及由此带来的误导.全空半满全满最稳定是洪特规则的要求,洪特规则是决定基态中性原子电子排布的原则之一,不能简单用于其他情况.
对于基态原子电子排布,说明这一规则的常见的例子是Cr,3d5 4s1而不是3d4 4s2,这是Cr原子能量最低的状态.洪特规则从没有说过Cr将其外围3d5 4s1都失去(变成稀有气体电子排布),形成Cr6+比中性Cr原子稳定,事实上要失去电子必须克服电离能,电离的过程是能量升高(变得不稳定)的过程,如果外界没有提供这个能量,基态中性Cr原子是不可能变成阳离子的.洪特规则也从没有说过Cr得到1个电子变成3d54s2的Cr-离子,或得到6个电子变成3d104s2的Cr6-离子比中性Cr原子更稳定.事实上中性Cr原子获得1个电子能量是降低的,释放65.2 kJ/mol的能量(称为电子亲和能),而获得两个电子能量将升高,获得更多的电子能量将急剧升高,变得极其不稳定.
说到这里楼主可能产生这样的疑问,那为什么金属还可以以阳离子的形态稳定存在呢?对于非常活泼的金属甚至通常条件下(常温空气中)必须以阳离子形态存在呢?以及为什么金属通常不会形成阴离子?
这就要说到稳定一词的准确意义了,所谓稳定都是指一定外部条件下稳定,换了个外部条件原来稳定的就可能变得不稳定,不稳定的也可能变的稳定.例如金属Na保存在煤油中非常稳定,拿到空气中就变得极其不稳定,空气中氧分子离解成氧原子【注】后有强烈吸电子的倾向,氧原子夺取Na原子的3s电子后释放能量就提供了Na原子电离所需能量,并且形成的O2-离子和Na+之间会形成强大的离子键又释放大量的能量,因此整个过程是能量降低的、由不稳定变成稳定过程.离开氧气没有外部物质可以使Na原子电离,金属Na就会稳定存在.至于说有没有什么物质可以将Na原子的内层电子夺去形成稳定的分子呢?暂时还没有发现有这样强大的氧化剂,因此Na+离子外围的稀有气体结构通常被认为牢不可破,我们说稀有气体结构或8电子稳定结构指的是这个含义,和洪特规则毫无联系,也不是说Na+离子比中性Na原子稳定【只有氧化剂共存时,才能说产物(例如Na2O)比反应物(例如金属Na和氧气的混合物)更稳定,仍不能说Na+比Na原子稳定】.
【注】氧分子变成氧原子也是一个耗能过程(耗能还比较大),但总体上形成离子键释放的能量+氧原子获得电子释放的能量-钠原子电离所需的能量-氧分子离解成氧原子消耗的能量,还是有富余的,因此反应可以发生.
回到你的例子Mn原子,金属Mn通常条件下可以较稳定存在,只有使用极其强大的氧化剂(例如过二硫酸盐)才可能将Mn的外围7个价电子全部夺走(实际上还不能完全夺走,产物MnO4-中的Mn-O键具有很显著的共价性).那么Mn是否可以获得电子变成Mn-离子呢?可能的(不过这一说法并不很准确),比如Mn-Na合金,Mn获得一个电子是放能的,从而提供Na所需的电离能,在这种情况下,电子也不是完全获得或完全失去(因此说不存在Mn-离子,类似也不存在Mn7+离子),合金中的所有价电子被所有金属原子核共用形成金属键.但没有任何东西可以提供给Mn两个电子,Mn得到两个电子是耗能的,再活泼的金属失去电子也是耗能的,这样就不能存在负二价以上的Mn离子.
上述的回答事实上仍有不准确之处,难以用简短的篇幅严格讨论,事实上本文的讨论已经明显超出中学的范围,对于高中生能把本文基本搞清楚已是足够.如有不明欢迎追问.
1年前
paranoid_cx 共回答了33个问题 | 采纳率
从理论上来说,锰的电负性很低,即得电子能力很弱,在得一个电子都困难的情况下,你如何指望它得五个电子呢。
1年前
_哭泣的骆驼 共回答了14个问题 | 采纳率
得电子一般得在最外层啊,这里是形成共用电子发生电子对偏移显了电性的,而不是得失电子而带电
1年前
ygp12 共回答了9539个问题 | 采纳率0.2%
金属没有负价
1年前

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