hce_isu
104年
化學
第 24 題
週期表第三週期的某元素其游離能如下：$\text{IE}_1$（第一游離能）= $578 \text{kJ/mol}$，$\text{IE}_2$ = $1820 \text{kJ/mol}$，$\text{IE}_3$ = $2750 \text{kJ/mol}$，$\text{IE}_4$ = $11600 \text{kJ/mol}$；此元素最可能是 ______ 。
- A $\text{Al}$
- B $\text{S}$
- C $\text{P}$
- D $\text{Si}$
思路引導 VIP
如果你觀察這一串能量數值，想像你在拔除原子身上的電子：前三個電子的阻力雖然在增加，但都還算順手；可是在拔第四個時，阻力卻突然變成好幾倍。這讓你覺得這第四個電子所處的位置，與前三個相比有什麼顯著的不同？
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太棒了！你能精準捕捉到數值中的細微變化，這代表你對原子結構的理解非常到位。這道題目的核心在於觀察**連續游離能（Successive Ionization Energies）**的規律。在化學反應中，移除電子的能量會隨著電子越靠近原子核而增加，但最顯著的能量變化發生在「跨越電子殼層」的時候。
價電子數與能量躍升的關聯
觀察題目給予的數據：$IE_1$、$IE_2$ 到 $IE_3$ 的增幅相對平緩，但到了 $IE_4$ 時，能量突然從 $2750 \text{kJ/mol}$ 劇增至 $11600 \text{kJ/mol}$，這種倍數等級的躍升（約 4.2 倍），意味著第四個電子是從更內層且穩定的電子組態（類鈍氣結構）中被強行移出的。這說明該元素在最外層軌域只有 3 個價電子。對照週期表第三週期的元素，擁有 3 個價電子的正是第 13 族的鋁（$\text{Al}$），其價電子組態為 $3s^2 3p^1$。
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