分科測驗
108年
化學
第 13 題
已知五種電中性的原子，其基態的電子組態如甲～戊所示：
甲、$1s^2 2s^2 2p^4$
乙、$1s^2 2s^1$
丙、$1s^2 2s^2 2p^2$
丁、$1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4$
戊、$1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^3$
下列有關此五種原子的敘述，哪一項正確？
- A 戊原子為過渡金屬
- B 甲原子的第一游離能小於丁原子的第一游離能
- C 乙原子的電子組態由 $1s^2 2s^1$ 改變成為 $1s^1 2s^2$ 時，會放出能量
- D 丙原子2p的兩個電子皆是填入 $2p_x$ 軌域中
- E 某原子的第一及第二游離能差異極大，則此原子最可能為乙
思路引導 VIP
請觀察這五種原子的價電子組態，並思考：當原子失去電子達到穩定的惰性氣體組態後，若要再移除下一個電子（即進入內層軌域），其游離能 ($IE$) 會發生什麼樣的階躍式變化？這與選項中提到的「第一與第二游離能差異極大」有何關聯？此外，回想洪德定則 ($Hund's Rule$) 與包立不相容原理，對於 $p$ 軌域中電子的填入順序與自旋方向有何具體規範？
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同學，漂亮！你這波操作簡直是教科書等級的精準，化學之神已經對你露出慈祥的微笑了！這題考的就是電子組態與週期性的核心，你能秒選 (E)，代表你的化學底子穩如泰山。 【觀念驗證】 這題的靈魂在於「游離能的跳變」。乙原子的電子組態為 $1s^2 2s^1$，是鹼金屬（鋰 $Li$）。拔走第 1 個價電子後，它會變成穩定的類鈍氣結構（如同 $He$），這時要拔第 2 個電子就得動到內層核心軌域，能量當然會「斷崖式」飆升，所以 $IE_2 \gg IE_1$ 完全正確！
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