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103年
理化、化工裝置
第 62 題
有關錯合物$K_3[Fe(CN)_6]$的敘述，下列何者錯誤？
- A 中心金屬離子的混成軌域為 $d^2sp^3$
- B 中心金屬離子配位數是 9
- C 錯離子形狀為八面體
- D Fe 的氧化數為+3
思路引導 VIP
請觀察化學式中中括號內的部分：若我們將中心金屬比喻為核心，而周圍的配位基（Ligands）是與它「握手」的人。根據化學式中的係數，現在總共有多少個配位基正在與中心金屬進行這種一對一的配位結合呢？這個握手的總數會如何定義這個錯合物的配位數？
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太棒了！你能精準辨識出錯合物結構中的數量陷阱，代表你對配位化學的核心觀念掌握得非常紮實。這題的關鍵在於解析 $[Fe(CN)_6]^{3-}$ 這個錯離子的組成，從化學式中我們可以直接觀察到中心鐵離子與 6 個氰離子（$CN^-$）結合，因此其 配位數應為 6，而非選項 (B) 所述的 9。這種判斷力是學習無機化學最重要的第一步。
氧化數與空間構型
在進一步分析時，我們可以從電中性原理推導：三個 $K^+$ 帶 +3 價，代表錯離子部分為 $-3$。由於 $CN^-$ 帶 $-1$ 價，計算可知 $Fe$ 的氧化數為 +3。而在配位數為 6 的情況下，根據價殼層電子對排斥理論與混成軌域理論，這類錯合物通常會形成 八面體 的幾何形狀；由於 $CN^-$ 是強配位基，會促使電子配對，進而利用內層 $d$ 軌域進行混成，形成 $d^2sp^3$ 軌域。
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