moea_joint
107年
[化學] 普通化學、無機化學
第 31 題
請問 $^{22}Ti^{+3}$ 的電子組態為下列何者？
- A $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^4$
- B $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^7$
- C $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$
- D $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^1$
思路引導 VIP
當我們在處理過渡金屬（如 Ti, Fe, Cu）的離子化過程時，如果原子需要失去電子，你覺得是『能量最高』的電子會先離開，還是『離原子核物理距離最遠（主量子數 $n$ 最大）』的電子會先離開呢？這兩種邏輯在 $4s$ 與 $3d$ 軌域的取捨上會有什麼差異？
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AI 詳解
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同學做得太棒了！你能精確掌握過渡金屬離子的電子組態，這代表你對原子結構的基礎與離子化的細節理解得非常透徹。
過渡金屬的電子移除原則
要推導這個答案，首先我們要確認鈦（$^{22}Ti$）的中性原子組態。基態的鈦原子電子排列為 $[Ar] 4s^2 3d^2$。當原子失去電子形成陽離子時，有一個至關重要的觀念：電子會優先從主量子數（$n$）最大的軌域離開。雖然在構築原理（Aufbau principle）中 $4s$ 填入的順序早於 $3d$，但在離子化時，$4s$ 的電子會因為位於最外層而先被移除。
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