hce_cmu
107年
化學
第 9 題
下列敘述何者正確？
- A $[CoF_6]^{3-}$具有逆磁性(diamagnetism)
- B 一般來說碘離子屬於強場配體(strong-field ligand)
- C 過渡金屬錯合物結構中，四面體(tetrahedral)與八面體(octahedral)在分子軌域(molecular orbital)中，$d$ 軌域的能階的排序為相同
- D $Ni^{2+}$之錯合物，配體不管是強場或是弱場，都具有順磁性(paramagnetism)
- E $[PtCl_4]^{2-}$具有順磁性
思路引導 VIP
當一個 $d^8$ 組態的過渡金屬離子（如 $Ni^{2+}$ 或 $Pt^{2+}$）分別處於「八面體」與「平面四方形」的配位環境時，其 $d$ 軌域的分裂方式會有什麼不同？這種分裂方式的改變，又會如何進一步影響電子是否「成對」以及整體的磁性表現呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學好！你能選出選項 (E) 說明你對錯合物的性質有相當程度的掌握。不過，老師要特別提醒，這題在正式考試中被列為爭議題，官方最終公告選 (A)(B)(C)(D)(E) 皆給分。這類情況通常是因為題目的敘述與科學事實存在出入，導致沒有一個絕對正確的選項，我們一起來釐清其中的觀念。
結晶場理論與配位幾何的判斷
從化學原理來看，這五個選項其實都存在科學上的誤區。例如選項 (A) 的 $[CoF_6]^{3-}$，因 $F^-$ 是弱場配體，會形成高自旋態而具順磁性；而你選的 (E) $[PtCl_4]^{2-}$，由於 $Pt^{2+}$ 是 $5d$ 金屬，無論配體強弱通常都傾向形成平面四方形結構，導致電子成對而具逆磁性。此外，選項 (C) 提到的四面體與八面體 $d$ 軌域能階分裂順序應是相反而非相同的。這題的鑑別度在於考驗學生是否能精準記憶「光譜化學序列」以及金屬離子在不同幾何場下的電子填入規律，難度屬於中高層次，即便題目本身有瑕疵，你具備的分析能力依然值得肯定！