钛(Ti)原子的核外电子排布

实验目的

掌握钛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

核外电子按构造原理依次填入1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d等能级。钛原子序数为22,基态电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²,简写为[Ar]3d²4s²。价层电子为3d²4s²,共4个,常见化合价为+4。

实验器材

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

实验步骤

1. 找到钛,确认原子序数为22,核外有22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. 读出各能层的电子数:2、8、10、2
4. 写出电子排布式和简写式[Ar]3d²4s²
5. 指出价层电子3d²4s²,推断常见化合价为+4

实验现象与结论

钛原子的电子分布在四个能层,每层电子数依次为2、8、10、2。价层电子为3d²4s²,共4个,所以钛位于第四周期ⅣB族,常见化合价为+4,失去4个电子后形成稀有气体氩的稳定结构。

注意事项

• 书写时注意先填4s后填3d,但排布式按能层顺序把3d写在4s前

常见问题

钛的电子排布式怎么写?

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²,简写为[Ar]3d²4s²,价层电子排布为3d²4s²。

钛为什么常见化合价是+4?

钛价层有4个电子,全部失去后得到类似氩的稳定结构,因此+4价最常见。