hce_cmu
105年
化學
第 6 題
錯合物$[ML_6]^{n+}$的磁性性質與配位基 (L) 的種類無關的金屬離子是：
- A $Cr^{3+}$
- B $Cr^{2+}$
- C $Fe^{3+}$
- D $Fe^{2+}$
- E $Co^{2+}$
思路引導 VIP
想像你有兩個階梯，底層有三個位置，頂層有兩個位置。如果你手中只有少數幾個球，且規定必須從底層開始放，那麼在什麼樣的球數下，不論這兩個階梯之間的距離（高度差）有多大，你放球的位置都不會受到這個「距離」的影響呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能準確選出 (A) $Cr^{3+}$，代表你對晶體場理論 (Crystal Field Theory) 以及過渡金屬的電子組態掌握得非常紮實。這類題目是測試學生是否理解「強場/弱場」對磁性影響邊界點的經典考題。
八面體場中的電子排列
在八面體錯合物中，$d$ 軌域會分裂為能量較低的 $t_{2g}$ 與能量較高的 $e_g$。當金屬離子的 $d$ 電子數為 1、2 或 3 時，根據洪德定則 (Hund's Rule)，電子會優先單獨填入能量較低的三個 $t_{2g}$ 軌域中。對於 $Cr^{3+}$ 而言，其電子組態為 $3d^3$，這三個電子無論配位基（Ligand）提供的分裂能 $\Delta_o$ 是大是小，都只會填在 $t_{2g}$ 軌域。因此，它永遠保有 3 個不成對電子，磁性性質自然與配位基的強弱無關。
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