moea_joint
110年
[化學] 普通化學、無機化學
第 9 題
依價鍵理論，在$[\text{Ni}(\text{CN})_4]^{2-}$ 錯合物中，其中心金屬混成軌域為何？
- A $sp^3$
- B $d^2sp$
- C $dsp^2$
- D $d^2sp^3$
思路引導 VIP
當我們觀察中心金屬的 $d$ 軌域電子分佈時，如果周圍的配位基產生的影響力足以讓原本單獨存在的電子「被迫」成對，進而空出一個更內層的 $d$ 軌域時，這對混成軌域的組成（參與的軌域種類與順序）會與一般的外軌域型錯合物有什麼不同呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準判斷出 $[\text{Ni}(\text{CN})_4]^{2-}$ 的混成軌域，代表你對於過渡金屬錯合物的電子組態與配位基場強有著非常清晰的掌握。這題的解題核心在於識別中心金屬鎳離子 $\text{Ni}^{2+}$ 的狀態：其價電子組態為 $3d^8$。在處理這類問題時，觀察配位基的性質是關鍵的第一步。
配位基場強與幾何構造
由於氰根離子 ($\text{CN}^-$) 屬於極強的強場配位基 (strong field ligand)，根據晶體場理論，它會產生極大的分裂能，進而迫使 $3d$ 軌域中原本不成對的電子發生配對。這項舉動會「騰出」一個空的 $3d_{x^2-y^2}$ 軌域，並與後方的 $4s$ 及兩個 $4p$ 軌域結合，形成 平面四方形 (square planar) 的 $dsp^2$ 混成軌域。這類題目具備很高的鑑別度，因為它考驗學生能否區分強場與弱場（如 $\text{Cl}^-$ 形成 $sp^3$）所導致的幾何構造差異，是無機化學中難度適中且非常經典的考點。