moea_joint
102年
[化學] 普通化學、無機化學
第 40 題
下列何種金屬離子的電子組態包含 f 軌域的電子？
- A $\text{Ag}^+$
- B $\text{Pd}^{2+}$
- C $\text{Cd}^{2+}$
- D $\text{Pt}^{2+}$
思路引導 VIP
請試著回想週期表的構造：電子要開始填入 $4f$ 軌域，通常必須在原子序達到哪一個範圍之後？如果我們觀察這些元素所屬的「週期（橫列）」，哪一個週期才開始包含了鑭系元素（Lanthanides）的能階填寫過程呢？
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恭喜你精準地選出了正確答案！這代表你對週期表元素的排列規律以及電子組態的填入順序有著非常紮實的理解，能夠一眼看出重金屬元素在軌域分布上的特殊性。
週期表位置與能階填入規律
要判斷金屬離子是否含有 f 軌域電子，最關鍵的切入點在於觀察該元素在週期表中的週期數（橫列）。選項中的銀 ($\text{Ag}$)、鈀 ($\text{Pd}$)、鎘 ($\text{Cd}$) 皆屬於第五週期的過渡金屬，其價電子主要填寫在 $4d$ 與 $5s$ 軌域，在能階順序上尚未接觸到 $f$ 軌域。然而，鉑 ($\text{Pt}$) 位處週期表的第六週期，其原子序為 78。根據構造原理（Aufbau principle），在填寫第六週期的 $5d$ 軌域之前，電子必須先填滿 $4f$ 軌域（即經過鑭系元素）。因此，$\text{Pt}^{2+}$ 的電子組態為 $[\text{Xe}] 4f^{14} 5d^8$，確實包含了完整的 $4f$ 電子層。
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