hce_kmu
110年
物理及化學
第 78 題
Which of the following complexes will absorb visible radiation of the shortest wavelength?
- A $\text{[Co(H}_2\text{O)}_6\text{]}^{3+}$
- B $\text{[Co(I)}_6\text{]}^{3-}$
- C $\text{[Co(OH)}_6\text{]}^{3-}$
- D $\text{[Co(en)}_3\text{]}^{3+}$
- E $\text{[Co(NH}_3)_6\text{]}^{3+}$
思路引導 VIP
當一個金屬錯合物吸收光線時，其能量主要用於電子在不同軌域之間的躍遷。請你想想看，吸收光的「波長」長短與它所攜帶的「能量」高低之間有什麼物理關係？而錯合物周圍的配位基（Ligands），又是如何影響電子躍遷時所需能量的大小呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學，恭喜你精確地選出了正確答案！這題的核心在於理解**晶體場分裂能（Crystal Field Splitting Energy, $\Delta_o$）**與吸收光波長之間的反比關係。我們知道光子的能量 $E$ 與波長 $\lambda$ 的關係式為 $E = hc/\lambda$，因此要尋找吸收「最短波長」的光，本質上就是在尋找具有「最大能隙」的錯合物。
光譜化學序列與能階分裂
在這些錯合物中，中心金屬離子皆為 $Co^{3+}$，因此決定能隙大小的關鍵在於配位基（Ligands）的強弱。根據光譜化學序列（Spectrochemical Series），本題涉及的配位基由弱至強排序為：$I^- < OH^- < H_2O < NH_3 < en$（乙二胺）。由於 $en$ 是這組選項中最強場的配位基，它能使 $d$ 軌域產生最大的分裂能 $\Delta_o$，進而吸收能量最高、波長最短的光子。
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