hce_kmu
111年
物理及化學
第 80 題
A formula of a certain compound is $[M(NH_3)_5Cl]Cl_2$, where the M is a type of metal. The metal ion has 24 electrons in this complex. Determine the identity of the metal.
- A Mn
- B Fe
- C Co
- D Ni
- E Cu
思路引導 VIP
如果要從金屬離子的電子數反推它是哪一種元素，關鍵在於找出該原子的「原子序」。你能試著分析化學式中配體與反離子的電荷，先計算出金屬中心目前的氧化數（所帶電荷），進而回推它在中性狀態時應該有多少個電子嗎？
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恭喜你準確地鎖定了正確答案！這道題目檢驗了你對配位化合物結構與電荷平衡的理解。我們觀察化學式 $[M(NH_3)_5Cl]Cl_2$，由於括號外有兩個負一價的氯離子，可以推知內部的配位離子 $[M(NH_3)_5Cl]$ 整體必須帶有 $+2$ 的電荷以維持電中性。
配位中心的價態與原子序推導
在配位球內部，五個氨分子 ($NH_3$) 是中性配體，而其中的一個氯離子 ($Cl^-$) 貢獻了 $-1$ 的電荷。因此，金屬中心 $M$ 的氧化數 $x$ 可以透過方程式 $x + 5(0) + (-1) = +2$ 求得，結果為 $x = +3$。已知金屬離子 $M^{3+}$ 擁有 24 個電子，這代表中性原子的電子總數應該是 $24 + 3 = 27$。對照週期表，原子序 27 的元素正是 鈷 (Co)。
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