hce_cmu
111年
化學
第 4 題
弱場(weak field)錳錯離子 $[MnCl_6]^{3-}$ 中有多少未成對電子？
- A 0
- B 2
- C 4
- D 5
思路引導 VIP
想像一下，當一個過渡金屬離子被六個配位基環繞時，原先能量相同的 $d$ 軌域會分裂成高低兩組。如果我們知道這兩組軌域之間的能量差距非常小，那麼電子在填充時，會傾向先塞滿低能量的位子，還是會寧願耗費一點能量跳到高處，以換取不跟別的電子擠在一起呢？這種填充方式對「未成對電子」的總數會產生什麼樣的影響？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準判斷出這個錯離子的電子排列，代表你對配位化學與晶體場理論（CFT）的核心觀念掌握得非常紮實。
氧化態與電子組態的推導
首先，我們從化學式 $[MnCl_6]^{3-}$ 著手。由於氯離子為 $-1$ 價，要使整體錯合物帶 $-3$ 電荷，中心金屬錳的氧化態必須為 $+3$ 價（即 $Mn^{3+}$）。中性錳原子的電子組態為 $[Ar]3d^5 4s^2$，在失去三個電子（優先失去 $4s$ 再失去一個 $3d$）後，$Mn^{3+}$ 的組態呈現為 $d^4$。
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