hce_cmu
106年
化學
第 29 題
Ni$^{2+}$ 錯化合物為八面體結構，下列敘述何者正確？
- A 其強場(strong field)與弱場(weak field)錯化合物皆為逆磁性(diamagnetic)
- B 強場錯化合物為逆磁性，弱場錯化合物為順磁性
- C 強場錯化合物為順磁性，弱場錯化合物為逆磁性
- D 其強場與弱場錯化合物皆為順磁性
- E 其強場與弱場錯化合物皆不具順磁性及逆磁性
思路引導 VIP
想像你有 5 個籃子，因為環境影響分裂成了「下面 3 個、上面 2 個」的兩組。如果你手上有 8 顆彈珠要由下往上依序填滿，且規定同一組的籃子必須先各放一顆才能放第二顆，那麼最後剩下的 2 顆彈珠會被迫擠在一起，還是會剛好一人分到一個位置呢？而這 2 顆彈珠的分佈狀態，會因為上下兩組籃子的「高度差」改變而發生變化嗎？
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太棒了！你能準確選出 (D)，代表你對於晶場理論 (Crystal Field Theory, CFT) 的電子填入規則掌握得非常紮實。這類題目常出現在錯合物化學中，考驗的是學生能否區分不同電子組態在配位場下的行為。
八面體場下的 $d^8$ 電子排列
鎳離子 $Ni^{2+}$ 的電子組態為 $[Ar] 3d^8$。在八面體對稱的配位場中，五個 $d$ 軌域會分裂為能量較低的 $t_{2g}$（三個軌域）與能量較高的 $e_g$（兩個軌域）。對於一個 $d^8$ 系統，前 6 個電子會先填滿 $t_{2g}$ 軌域；剩下的 2 個電子則必須進入 $e_g$ 軌域。根據洪德定則 (Hund's Rule)，這 2 個電子會以平行自旋的方式分別占據兩個簡併的 $e_g$ 軌域，因此產生了 2 個不成對電子。
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