U1.5 · 原子结构与电子排布练习题 · Atomic Structure and Electron Configuration

Fe 原子是 [Ar]3d⁶4s²。形成阳离子时先失去最外层（n 最大）的 4s 电子，再失去 3d 电子：失去 2 个 4s 和 1 个 3d，得到 [Ar]3d⁵。先拿走 3d 电子是常见的错误。

第一电离能（kJ/mol）：O 1314，F 1681，Ne 2081，Na 496。O、F、Ne 的最外层电子都在 n = 2，Ne 的核电荷最多、内层屏蔽相同，对 2p 电子吸引最强。Na 的 3s 电子离核更远、受 10 个内层电子屏蔽，最容易失去。

Mn 是 [Ar]3d⁵4s²。3d 有 5 个轨道，5 个电子按洪特规则各占一个、自旋相同，都不成对；4s² 已经成对。共 5 个未成对电子。

激发态是有电子没有填在能量最低的位置。1s²2s²2p⁵3s¹ 共 10 个电子，基态应是 1s²2s²2p⁶（Ne），这里有一个 2p 电子跃迁到了 3s。A 是 Na、C 是 Al 的基态；D 是 Cr 的基态（3d⁵4s¹ 半充满更稳定，是构造原理的例外，不是激发态）。

由库仑定律，电子受到的吸引取决于核电荷和距离。1s 电子在最内层，几乎不受其他电子屏蔽：Mg 有 12 个质子，Na 有 11 个，Mg 的 1s 电子受到的吸引更强，离核也更近，移走需要更多能量。电子间排斥增大会让电子更容易失去，和事实相反；价电子数与 1s 电子无关。