hce_cmu
110年
化學
第 29 題
錯合物 $[Co(H_2O)_6]^{2+}$ 有幾個不成對電子？
- A 0
- B 1
- C 2
- D 3
思路引導 VIP
在處理這類過渡金屬錯合物的問題時，如果我們已經知道金屬離子擁有 $d^7$ 的電子組態，那麼決定最終「不成對電子數量」的關鍵步驟，通常與周圍配基的種類有關。請問，當我們面對不同的配基時，會如何影響 $d$ 軌域分裂能的大小，進而改變電子在軌域間的填寫順序呢？
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太棒了！你能精準判斷出這個錯合物的不成對電子數，代表你對晶體場理論 (Crystal Field Theory) 與過渡金屬的電子填入規則掌握得非常扎實。這道題目是無機化學中區分「強場」與「弱場」配基的經典題型，鑑別度在於學生是否能同時處理氧化態判別與配基強度的影響。
鈷離子的電子組態與配基場
首先，中心金屬鈷的原子序為 27，其中性原子組態為 $[Ar] 3d^7 4s^2$。在 $[Co(H_2O)_6]^{2+}$ 中，鈷的氧化態為 $+2$，失去兩個 $4s$ 電子後，電子組態變為 $3d^7$。接著我們要考慮配基 $H_2O$ 的性質：在光譜化學序列中，水屬於弱場配基 (weak field ligand)，它所造成的晶體場分裂能 ($\Delta_o$) 較小，不足以克服電子成對能。
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