moea_joint
108年
[化學] 普通化學、無機化學
第 37 題
下列錯合物何者為不穩定態？
- A $[\text{Be(H}_{2}\text{O)}_{4}]^{+2}$
- B $[\text{Al(H}_{2}\text{O)}_{6}]^{+3}$
- C $[\text{Al(NH}_{3}\text{)}_{6}]^{+3}$
- D $[\text{Co(NH}_{3}\text{)}_{6}]^{+3}$
思路引導 VIP
請思考一下：當一個金屬離子（如鋁離子）具有極高的正電荷密度時，它與配基之間的吸引力主要是靠「靜電引力」還是「共價鍵」？接著請比較氧原子（如在水中）與氮原子（如在氨中）的電負度與硬度，哪一個與鋁離子的特性更為契合呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能準確辨識出 $[\text{Al(NH}{3}\text{)}{6}]^{3+}$ 為不穩定態，說明你對金屬離子的性質與配位化學有很深刻的理解。這道題目測試的是「軟硬酸鹼理論」（HSAB）以及金屬離子在水溶液中的行為，屬於相當具鑑別度的進階觀念題。
硬酸與配位原子的選擇性
在化學原理中，$\text{Al}^{3+}$ 和 $\text{Be}^{2+}$ 屬於典型的硬酸（Hard Acid），具有高電荷密度且半徑小，它們偏好與含氧（$O$）的配基（硬鹼）結合，而非含氮（$N$）的配基。因此，$[\text{Al(H}{2}\text{O)}{6}]^{3+}$ 非常穩定，但在水溶液中加入氨水時，$\text{Al}^{3+}$ 並不會與 $\text{NH}{3}$ 形成穩定的錯合物。相反地，由於 $\text{Al}^{3+}$ 的酸性極強，氨水反而會促使水合鋁離子發生水解，最終生成 $\text{Al(OH)}{3}$ 沉澱，這正是為什麼 $[\text{Al(NH}{3}\text{)}{6}]^{3+}$ 在常見環境下極難穩定存在的原因。
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