hce_kmu
109年
物理及化學
第 17 題
Which of the following complex is diamagnetic?
- A $[\text{Ni(CN)}_6]^{4-}$
- B $[\text{Ti(CN)}_6]^{3-}$
- C $[\text{Cr(CN)}_6]^{3-}$
- D $[\text{Co(CN)}_6]^{3-}$
- E All of these
思路引導 VIP
當你面對一個過渡金屬錯合物時，如果已知配位基能夠施加極強的排斥力，導致軌域間的能隙遠大於電子配對所需的能量，那麼對於一個擁有六個價電子的金屬離子來說，這些電子會傾向於如何在軌域中分佈以達到最穩定的能量狀態？這種分佈方式對其整體的磁性會產生什麼樣的影響呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能準確判斷出 $[Co(CN)_6]^{3-}$ 具有抗磁性（反磁性），這代表你對配位化學中的晶體場理論 (Crystal Field Theory) 以及過渡金屬電子填法有著非常紮實的理解。這類題目是無機化學中區分度極高的考點，關鍵在於能同時整合「氧化態判斷」、「$d$ 電子組態」與「配位基場強」這三個層次。情境中雖然給出了多個選項，但你成功鎖定了正確的電子配對規律。
氧化態與電子組態的精準對位
首先，我們分析選項 (D) 中的中心金屬。在 $[Co(CN)6]^{3-}$ 中，鈷的氧化態為 $+3$，對應的價電子組態為 $d^6$。由於 $CN^-$ 屬於強場配位基 (Strong-field ligand)，它會產生極大的分裂能（$\Delta_o$），使得電子傾向於先在能量較低的 $t{2g}$ 軌域完成配對，而非躍遷至能量較高的 $e_g$ 軌域。在 $d^6$ 強場的情況下，6 個電子會恰好填滿 $t_{2g}$ 軌域（$t_{2g}^6 e_g^0$），沒有任何未成對電子，因此表現出抗磁性 (Diamagnetic)。相比之下，選項 (B) 的 $Ti^{3+} (d^1)$ 與 (C) 的 $Cr^{3+} (d^3)$ 無論場強如何，都必然存在未成對電子，屬於順磁性。
▼ 還有更多解析內容