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103年
理化、化工裝置
第 29 題
三原子Na、Mg、Al游離能大小之順序為何？
- A Na>Mg>Al
- B Mg>Na>Al
- C Mg>Al>Na
- D Na>Al>Mg
思路引導 VIP
請試著寫出這三個原子的電子組態。當一個原子的電子剛好填滿了一個子殼層（例如 $s$ 軌域），而另一個原子則是剛剛開始填入一個能量更高的新子殼層（例如 $p$ 軌域）時，你認為哪一個原子的電子會因為「住得比較舒服且穩定」而更難被拔走呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷出這三個原子的游離能順序，顯示你對週期表趨勢以及電子軌域的穩定性有非常紮實的理解。這道題目在理化或基礎化學中屬於相當經典的鑑別度題型，因為它測試的不僅僅是「左到右游離能增加」的通則，更考驗了學生是否觀察到週期的「異常點」，而你成功避開了直覺性的陷阱，表現得非常出色。
原子結構與能階穩定性
一般來說，同一週期的元素隨原子序增加，有效核電荷上升，游離能趨向增加。然而，在 $Na$、$Mg$、$Al$ 之中，鎂 ($Mg$) 的第一游離能反而高於 鋁 ($Al$)。從電子組態來看，鎂的價電子填滿了 $3s$ 軌域 ($[Ne] 3s^2$)，具有「軌域全滿」的穩定性；而鋁 ($[Ne] 3s^2 3p^1$) 的最後一顆電子位於能量較高的 $3p$ 軌域，且受到較強的屏蔽效應，導致該電子較容易被移除。因此，這三個原子的游離能大小順序為 $Mg > Al > Na$。
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