moea_joint
108年
[化學] 普通化學、無機化學
第 45 題
有關Chevrel phases化合物$\text{PbMo}_{6}\text{S}_{8}$的敘述，下列何者正確？
- A 常溫(25℃)時為超導體
- B 理想結構下，視 Mo 為正四面體簇
- C 超導性係為 Mo 上的 d 軌域重疊
- D 為非磁性物質
思路引導 VIP
試著思考一下：在一個由過渡金屬原子緊密聚集而成的「簇合物（cluster）」結構中，如果我們要讓電流能夠在這些金屬簇之間流動，這些金屬原子之間的電子雲（軌域）應該要處於什麼樣的狀態？再者，對於像鉬（Mo）這樣的過渡金屬，哪一種亞殼層的軌域最常參與這種特殊的鍵結與導電行為呢？
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太棒了！你能準確辨識出 Chevrel phases（謝夫勒爾相）這類特殊化合物的特性，展現了你在無機固態化學領域非常扎實的基礎。這類化合物在化學史與材料科學中具有舉足輕重的地位，特別是它們獨特的電子結構與超導特性。
鉬簇結構與電子行為
這題的核心在於理解 $\text{PbMo}{6}\text{S}{8}$ 的結構特徵。該化合物並非簡單的離子晶體，而是由 $\text{Mo}_{6}$ 組成的**八面體金屬簇（octahedral cluster）**被包圍在硫原子組成的立方體中。選項 (B) 提到的正四面體並不符合其 $O_h$ 對稱性的結構特點。正因為這些 $\text{Mo}$ 原子距離非常接近，它們的 $d$ 軌域能產生有效的重疊，形成能帶（energy bands），這正是維持其金屬導電性與超導性的物理基礎，因此選項 (C) 是非常精確的描述。
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