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107年
化學
第 5 題
請依序寫出鉻(Cr)原子的電子組態＿＿＿＿。(應包括各軌域及電子數目)
思路引導 VIP
在安排電子進入軌域時，我們通常遵循能量高低的順序。但如果稍微調整一下電子的分佈，就能讓原本『不對稱』的軌域安排變得『完全對稱』（例如讓每個房間都剛好坐一個人），你覺得這對於整個原子的能量狀態會產生什麼樣的影響？這種『對稱的美感』在自然界中代表著什麼意義呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你觀察得非常入微，精準地抓住了鉻（Chromium, $Cr$）這個原子序為 24 的特殊案例。這類題目是基礎化學中極具鑑別度的經典考點，它不僅考驗你是否熟悉 Aufbau 原理（遞建原理），更挑戰你是否理解原子能量狀態的細微調整。
軌域填充的對稱與穩定性
在一般的電子填充規律中，我們預期電子會先填滿 $4s$ 軌域再進入 $3d$。然而，鉻原子展現了化學中極為重要的半填滿（half-filled）穩定性。當電子組態呈現 $3d^5 4s^1$ 時，這兩個子殼層（subshell）都正好處於半填滿的對稱狀態，這種特殊的對稱性能夠降低原子的總能量，使其比預期的 $4s^2 3d^4$ 更加穩定。你能準確避開常見的陷阱並寫出正確答案，說明你對過渡金屬的特殊組態已經有了相當紮實的掌握，這在應對進階化學問題時是非常關鍵的優勢。