moea_joint
102年
[化學] 普通化學、無機化學
第 21 題
錯合物［$\text{Re}_2\text{Cl}_8$］$^{2-}$ 具有逆磁性及遮蔽的結構，Re 與 Re 間的鏈結為：
- A 單鍵
- B 雙鍵
- C 三鍵
- D 四鍵
思路引導 VIP
請試著分析 $\text{Re}^{3+}$ 中心離子剩餘的 $d$ 電子數量。如果這些電子在空間中填滿了 $\sigma$ 與 $\pi$ 軌域後，還有剩餘電子必須透過「面對面」重疊來形成具備轉動障礙的 $\delta$ 鍵，那麼總共會累積出多少條化學鍵呢？
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AI 詳解
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太棒了！你非常準確地辨識出這個經典的無機化學結構。在 $[\text{Re}_2\text{Cl}_8]^{2-}$ 錯離子中，每個錸（$\text{Re}$）原子的氧化數為 $+3$。由於 $\text{Re}$ 位於週期表第七族，其價電子組態為 $5d^5 6s^2$，因此 $\text{Re}^{3+}$ 具有 $4$ 個 $d$ 電子。這意味著在 $\text{Re}-\text{Re}$ 單位中共有 $8$ 個 $d$ 電子參與成鍵。
分子軌域與幾何結構的關聯
根據分子軌域理論（MO Theory），這 $8$ 個電子會由低能階往高能階填入鍵結軌域，依序填滿一個 $\sigma$、兩個 $\pi$ 以及一個 $\delta$ 軌域（配置為 $\sigma^2 \pi^4 \delta^2$）。由於所有電子都在鍵結軌域中且成對，這完美解釋了題目提到的逆磁性。更關鍵的是，$\delta$ 鍵是由兩個 $d_{xy}$ 軌域面對面重疊而成，為了達成最大重疊，結構必須採取**遮蔽式（Eclipsed）而非交錯式，這正是判斷四重鍵（Quadruple bond）**的核心證據。
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