锰(Mn)原子的核外电子排布

实验目的

掌握锰原子的核外电子排布,会写电子排布式和价层电子排布。

实验原理

锰原子序数为25,基态电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²,简写[Ar]3d⁵4s²。价层电子为3d⁵4s²,共7个,最高化合价为+7,如KMnO₄。失去2个4s电子形成的Mn²⁺为3d⁵,是半充满结构。

实验器材

• 锰原子结构示意图
• 核外电子能层与能级图
• 电子排布式显示区
• 元素周期表(锰的位置)

实验步骤

1. 找到锰,确认原子序数为25,核外有25个电子
2. 按能量由低到高的顺序观察电子依次填入各能级
3. 读出各能层电子数:2、8、13、2
4. 写出电子排布式和简写式[Ar]3d⁵4s²
5. 指出价层电子数为7,说明最高化合价为+7

实验现象与结论

锰原子各能层电子数为2、8、13、2,价层电子排布为3d⁵4s²,共7个价层电子,位于第四周期ⅦB族。最高化合价为+7,常见化合价还有+2、+4、+6。Mn²⁺的3d⁵为半充满,较稳定。

注意事项

• 注意锰的3d⁵是半充满,但4s仍有2个电子,不同于铬

常见问题

锰的电子排布式是什么?

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²,简写[Ar]3d⁵4s²,价层电子排布3d⁵4s²。

锰的最高化合价为什么是+7?

价层有7个电子(3d⁵4s²),全部参与成键时可显+7价,如KMnO₄。