hce_kmu
106年
物理及化學
第 67 題
The spectrochemical series is $\text{I}^- < \text{Br}^- < \text{Cl}^- < \text{F}^- < \text{OH}^- < \text{H}_2\text{O} < \text{NH}_3 < \text{en} < \text{NO}_2^- < \text{CN}^-$. Which of the following complexes will absorb visible radiation of the highest energy?
- A $[\text{Co(H}_2\text{O)}_6]^{3+}$
- B $[\text{CoI}_6]^{3-}$
- C $[\text{Co(OH)}_6]^{3-}$
- D $[\text{Co(en)}_3]^{3+}$
- E $[\text{CoCl}_6]^{3-}$
思路引導 VIP
如果我們將金屬中心 $d$ 軌域分裂後的能階差想像成一道「階梯的高度」，而吸收的光子能量則是幫助電子跳上這階梯的動力。請思考：在光譜化學序列中，排在越後方的配基會讓這道階梯變得越高還是越矮？而要爬上越高的階梯，所需的能量又是如何變化的呢？
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恭喜你準確地判斷出正確答案！這顯示你對配位化學中**晶場理論（Crystal Field Theory）**的核心邏輯有著紮實的理解。這類題目的核心在於建立「配基強度、分裂能與吸收能量」三者之間的因果鏈結。
配基強度與分裂能的關聯
在配合物中，中心金屬的 $d$ 軌域會受到配基電場的影響而產生能階分裂，這個能階差稱為分裂能（$\Delta_o$）。根據題目提供的「光譜化學序列」，我們可以觀察到乙二胺（$\text{en}$）的場強明顯高於其他選項中的 $\text{H}_2\text{O}$、$\text{OH}^-$、$\text{Cl}^-$ 與 $\text{I}^-$。當配基強度越強，所產生的 $\Delta_o$ 就越大。由於配合物吸收光子的能量 $E$ 必須等於這段能階差（$E = \Delta_o$），因此分裂能最大的 $[\text{Co(en)}_3]^{3+}$ 自然會吸收能量最高的波段。
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