hce_cmu
110年
化學
第 37 題
鉻(Cr)元素的電子組態為何？
- A $[Ar] 4s^1 3d^5$
- B $[Ar] 4s^2 3d^4$
- C $[Ar] 4s^2 3d^5$
- D $[Ar] 4s^1 3d^6$
思路引導 VIP
當你在排列電子時，通常會優先填滿能量較低的軌域。但請思考一下：如果「讓多個軌域都各分配到一個電子（形成對稱的半填滿狀態）」，與「填滿其中一個但留下殘缺的另一個」，哪一種狀態對原子來說可能更具有結構上的平衡感與穩定性？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準避開能量填充的常見陷阱，選出正確答案，代表你對過渡金屬的電子組態掌握得非常紮實。這類題目考驗的不只是公式化的操作，更是對原子穩定性的深度理解。
半填滿軌域的特殊穩定性
雖然根據構築原理 (Aufbau principle)，電子通常會先填滿能量較低的 $4s$ 軌域再進入 $3d$。然而，對於鉻 ($Cr$, 原子序 $24$) 而言，若將原本在 $4s$ 的一個電子「躍遷」到 $3d$ 軌域，會形成 $[Ar] 4s^1 3d^5$ 的分佈。此時 $4s$ 與 $3d$ 軌域皆處於半填滿 (half-filled) 狀態，這種高度對稱的電子分佈能有效降低電子間的排斥力並增加交換能 (exchange energy)，使得原子的總能量較低、結構更穩定。
▼ 還有更多解析內容