锌(Zn)原子结构与电子排布

实验目的

认识锌原子的结构,写出电子排布式,说明其周期表位置和常见化合价。

实验原理

锌原子核电荷数为30,核外有30个电子,各电子层依次排布2、8、18、2。电子排布式为 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2,简写为 [Ar]3d10 4s2。最外层4s上的2个电子易失去,所以锌常显+2价,例如:Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑。

实验器材

• 锌原子结构模型
• 原子核(核电荷数30)
• K、L、M、N 四个电子层
• 电子排布式
• 元素周期表位置标注

实验步骤

1. 观察原子核,记下核电荷数30
2. 依次数出K、L、M、N层的电子数
3. 写出完整电子排布式和简写形式
4. 根据电子层数和价电子判断周期与族
5. 由最外层电子数推断常见化合价

实验现象与结论

模型显示锌原子电子层排布为2、8、18、2,3d轨道已充满,4s轨道有2个电子。由此可知锌位于第四周期ⅡB族,反应时通常失去4s的2个电子,形成Zn₂+,常见化合价为+2。

注意事项

• 电子排布式按电子层顺序书写,3d写在4s之前
• 填充顺序是先4s后3d,不要与书写顺序混淆

常见问题

锌的电子排布式怎么写?

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2,简写为 [Ar]3d10 4s2,价电子排布为 3d10 4s2。

锌为什么常显+2价?

锌最外层4s上有2个电子,反应时易失去这2个电子形成Zn₂+,所以常见化合价为+2。