钚電子配置:您應該知道的 7 個事實!


是一種放射性元素,最早於 1940 年通過用氘核轟擊鈾而產生。 讓我們推導出钚的電子構型。

钚(Pu)的電子排布是1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f6. 這種放射性 錒系 屬於第 7 週期,原子序數為 94。該元素外觀呈銀灰色,暴露在空氣中會失去光澤,因此會氧化形成暗淡的塗層。

眾所周知,該元素以核燃料、核武器及其部件和核廢料的形式存在。 在本文中,我們將系統地了解钚的結構和電子組態。

钚的電子構型怎麼寫

由於其電子結構,钚的構型非常反常。

  • 6d 和 5f 子殼之間的能量差非常低。
  • 5f 殼層的大小剛好足以讓電子在晶格內形成鍵。
  • 電子配置寫為1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f6
  • 電子被填充為 1s > 2s > 2p
  • 下一組電子被填充為 3s > 3p > 4s > 3d
  • 下一組電子被填充為 5s > 4d > 5p
  • 最後,電子被填充為 6s > 4f > 5d > 6p
  • 然後在 7s > 5f 中跟隨電子

钚電子構型圖

下圖顯示了钚相對於 Aufbau 定律、泡利不相容原理和洪德定律的電子構型:

钚的電子構型

钚電子配置符號

钚的電子組態可以通過以下兩種方式註釋:

A. 在軌道方面: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f6

b. 以最近的惰性氣體元素計:[Rn] 7s2 5f6

钚未縮寫的電子構型

钚的完整電子排布是1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f6

基態钚電子構型

基態 钚的電子排布是[Rn] 7s2 5f6

钚電子構型的激發態

激發態 钚的電子排布是[Rn] 7s2 5f5. 電子在 5f 軌道中可以自由使用,因此很容易被激發。

基態钚軌道圖

在钚的基態中,發現電子已填充在 s、p 和 d 軌道中,但 f 軌道包含 6 個自由電子,如下所示:

钚軌道圖

結論

钚非常易裂變,無法在 核鍊式反應 它們對核武器和核反應堆的影響。 钚同位素價格昂貴、分離不便且操作危險。 此外,钚同位素會發生放射性衰變,產生衰變熱。

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