化学自习室移动版

最近在网上看到两种不同的亚铁离子核外电子排布式：

一种认为：由于铁的电子排布式为[Ar]3d⁶4s²，4s为最外层，两个电子容易失去，故亚铁离子的核外电子排布式应该为[Ar]3d⁶；

另一种认为：由于铁的电子排布式为[Ar]3d⁶4s²，当失去第一个4s电子后，4s轨道还有一个电子(半充满稳定)，再失去第二个电子则是3d上的，变为3d⁵(也是半充满)，此时能量最低。因此，亚铁离子的核外电子排布式应该为[Ar] 3d⁵4s¹

应该说，这两种分析似乎都有道理，但究竟哪种才对呢？

笔者查阅了北京师范大学、华中师范大学及南京师范大学无机化学教研室联合编写、由高等教育出版社的《面向21世纪课程教材·无机化学(下册第四版)》，书中明确提出亚铁离子的价电子结构为3d⁶。该教材P736有如下一段描述：

由表23－2可看出：①第一过渡系元素除钪外都可失去4s²形成＋Ⅱ氧化态离子。②由于3d和4s轨道能级相近，因而可失去一个3d电子形成＋Ⅲ氧化态阳离子……④同一元素氧化态的变化是连续的，例如Ti的氧化态为＋Ⅱ、＋Ⅲ、＋Ⅳ；V的氧化态为＋Ⅱ、＋Ⅲ、＋Ⅳ、＋Ⅴ。这是因为(n－1)d和ns轨道的能量相差不大，可以逐个失去s电子和d电子造成氧化态的连续变化……

请注意上述描述中的“(n－1)d和ns轨道的能量相差不大，可以逐个失去s电子和d电子造成氧化态的连续变化”这句话。