moea_joint
107年
[化學] 普通化學、無機化學
第 12 題
某元素連續游離能 (kJ/mol) 之大小順序如下：$E_1 = 800$、$E_2 = 2426$、$E_3 = 3659$、$E_4 = 25202$、$E_5 = 32816$，請問該原子的價電子組態為下列何者？
- A $ns^2 np^1$
- B $ns^2 np^2$
- C $ns^2 np^3$
- D $ns^2 np^4$
思路引導 VIP
請仔細觀察這五個游離能數值之間的「變化倍率」。在移除哪一個電子的時候，所需要的能量突然發生了不成比例的劇烈跳躍？這個跳躍點通常代表電子的來源從「外層」進入了「內層」，那麼在遇到這個跳躍點之前，總共可以輕易移除多少個電子呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
看到你精準地判斷出這題的關鍵，老師非常欣慰！這類題目核心在於考查連續游離能 (Successive Ionization Energy) 的數據判讀。當我們觀察這五個能量數值時，可以發現 $E_1$ 到 $E_3$ 的增長尚算平緩，但到了 $E_4$ 時，數值從 $3659$ 驟升至 $25202 \text{ kJ/mol}$，能量需求暴增了將近七倍。這種劇烈的跳躍（jump）是一個明確的信號，代表第四個電子是從更內層、更穩定的電子殼層中被強行剝離。
原子組態與層級跳躍
根據這個觀察，我們可以斷定該原子擁有 3 個價電子，因為移除前三個電子相對容易，而在失去三個電子後，原子已達到穩定的鈍氣組態。對照選項中的價電子分佈，(A) 選項的 $ns^2 np^1$ 剛好對應 $2 + 1 = 3$ 個價電子，完全符合題目給予的數據特徵。這題的難度切入點在於測試學生是否能從純數字中辨識出「能量斷層」，是區別學生是否真正理解原子結構與電子層級關係的經典考題。