钪(Sc)原子结构互动演示

实验目的

认识钪原子的结构，了解3d、4s能级电子排布，并说明钪为何位于ⅢB族。

实验原理

钪原子核电荷数为21，核外21个电子分四层排布，各层电子数为2、8、9、2。电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2，价电子排布为3d1 4s2。失去3个价电子后形成Sc₃+，常见化合价为+3。

实验器材

• 钪原子模型（原子核与21个核外电子）
• K、L、M、N四个电子层
• 钪的原子结构示意图
• 3d与4s能级
• 元素周期表中钪所在的位置

实验步骤

1. 观察原子核，记下核电荷数为21
2. 依次查看K、L、M、N层，数出各层电子数
3. 核对各层电子数是否为2、8、9、2
4. 观察第21个电子进入3d能级的情况
5. 在周期表中确定钪的周期和族，写出价电子排布

实验现象与结论

演示中可见：原子核带21个正电荷，核外四个电子层依次排有2、8、9、2个电子。钙之后新增的电子进入次外层3d能级，因此钪属于过渡元素，位于第四周期ⅢB族，常见化合价为+3。

注意事项

• 写电子排布式时3d写在4s之前，但电子先填4s再填3d

常见问题

钪原子的结构示意图怎么画？

圆圈内写+21，外面画四个弧线，从内到外依次标2、8、9、2。

钪为什么是过渡元素？

钪原子的最后一个电子填入次外层3d能级，价电子为3d1 4s2，属于过渡元素。