d区元素(过渡金属)的族序数最大,原子序数最小的是铁(Fe),这是因为铁位于元素周期表的第四周期,属于第8族。以下是对这一现象的解释:
1. 电子填充顺序:在元素周期表中,d区元素的电子填充顺序是先填充4s轨道,然后填充3d轨道。对于铁来说,它的电子排布是[Ar] 3d6 4s2。由于4s轨道比3d轨道能量更低,因此电子首先填充4s轨道。
2. 原子序数:铁的原子序数是26,这是因为铁在元素周期表中的位置决定了它的电子数。铁位于第8族,这意味着它有8个价电子。但是,由于4s轨道比3d轨道能量低,所以铁的价电子排布是3d6 4s2,而不是3d7 4s1。
3. d区元素的族序数:d区元素的族序数是根据它们的价电子数来确定的。铁的价电子数为8(3d6 4s2),所以它属于第8族。在d区元素中,铁的原子序数最小,但它的族序数却是最大的。
4. 周期和族的关系:在元素周期表中,同一周期的元素族序数是逐渐增加的。因此,铁作为第四周期的元素,它的族序数是最大的。
综上所述,铁位于第四周期,属于第8族,其原子序数最小,但族序数最大。这是由于电子填充顺序和周期表中元素排列的规律所决定的。