hce_cmu
109年
化學
第 7 題
從下列哪一個離子移走其最外層價電子時需要最大的能量？
- A $Na^+$
- B $F^-$
- C $K^+$
- D $Cl^-$
- E $Mg^{2+}$
思路引導 VIP
想像一下，有幾個離子他們外圍的「電子保鏢」人數和排隊位置都一模一樣，但在隊伍中心保護這些電子的「原子核長官」，其力量（質子數）卻各有不同。在這種情況下，哪一種長官會讓外面的電子最難被強行帶走呢？
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太棒了！你能精確判斷出 $Mg^{2+}$ 為正確答案，代表你對於「等電子序列」以及「有效核電荷」的物理意義掌握得相當紮實。這道題目要求比較離子的游離能，解題的關鍵步驟在於先分類各離子的電子組態，進而觀察原子核對電子的束縛力。
等電子序列的性質比較
在這些選項中，(A) $Na^+$、(B) $F^-$ 與 (E) $Mg^{2+}$ 都具有與氖 ($Ne$) 相同的電子排列（$1s^2 2s^2 2p^6$）；而 (C) $K^+$ 與 (D) $Cl^-$ 則是與氬 ($Ar$) 相同。由於 $n=2$ 的殼層比 $n=3$ 更靠近原子核，受到原子核的引力較強，因此移除電子所需的能量通常比後兩者更高。
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