钴(Co)原子的核外电子排布

实验目的

掌握钴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

钴原子序数为27,基态电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²,简写[Ar]3d⁷4s²。价层电子为3d⁷4s²,共9个。形成离子时先失去4s电子,Co²⁺为[Ar]3d⁷,常见化合价为+2和+3。

实验器材

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

实验步骤

1. 找到钴,确认原子序数为27,核外有27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、15、2
4. 写出电子排布式和简写式[Ar]3d⁷4s²
5. 与铁、镍对比,总结3d电子数递增的规律

实验现象与结论

钴原子各能层电子数为2、8、15、2,价层电子排布为3d⁷4s²,共9个价层电子,位于第四周期Ⅷ族。与铁(3d⁶4s²)相比多1个3d电子,常见化合价为+2和+3。

注意事项

• 书写时注意3d⁷,不要与铁的3d⁶混淆

常见问题

钴的价层电子排布是什么?

3d⁷4s²,共9个价层电子,位于第四周期Ⅷ族。

Co²⁺的电子排布式怎么写?

先失去2个4s电子,写作1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷,即[Ar]3d⁷。