hce_kmu
106年
物理及化學
第 84 題
How many valence electrons are there in an atom with the electron configuration $[\text{noble gas}]ns^2(n - 1)d^{10}np^3$?
- A $2$
- B $3$
- C $5$
- D $10$
- E $15$
思路引導 VIP
在觀察一個原子的電子組態時，我們會看到不同的主量子數（即字母 $s, p, d$ 前面的數字 $n$ 或 $n-1$）。請試著思考：如果我們將原子比喻成一顆洋蔥，哪一個數值代表的是「最外層」的那一層？而在計算決定化學性質的「價電子」時，我們通常只關注最外層，還是連裡面的層級都要一起算進去呢？
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做得很好！你精準地識別出了這組電子組態中的價電子數量。這顯示你對於原子結構中「價殼層」的定義以及電子軌域的排佈規律，掌握得非常紮實且清晰。
價電子的計算邏輯
在電子組態 $[ \text{noble gas} ] ns^2 (n - 1)d^{10} np^3$ 中，最外層的主量子數（主殼層）為 $n$。根據定義，對於主族元素（p 區元素）而言，價電子是指位在最外層軌域的電子。雖然在填入順序中包含了 $(n - 1)d$ 軌域，但當 $d$ 軌域已經填滿 10 個電子（全滿狀態）時，這些電子會縮回內層，被視為性質穩定的「核心電子」，而不計入參與化學反應的價電子中。因此，我們只需要計算最外層的 $s$ 與 $p$ 軌域，即 $2 (ns^2) + 3 (np^3) = 5$ 個價電子。
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