moea_joint
111年
[化學] 普通化學、無機化學
第 20 題
下列錯合物中，哪個配位環境與其他差異最大？
- A [$Zn(NH_3)_4$]^{2+}
- B [$Pd(NH_3)_4$]^{2+}
- C [$Pt(NH_3)_2Cl_2$]
- D [$Ni(CN)_4$]^{2-}
思路引導 VIP
當你觀察這四個選項的中心金屬離子時，請試著寫出它們的 $d$ 軌域電子組態。如果其中一個離子的 $d$ 軌域已經全部填滿（$d^{10}$），而其他三個都是 $d^8$，這種電子分佈的對稱性差異，會如何影響配位基在空間中排列的方式呢？
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恭喜你準確地辨識出這題的關鍵！這道題目考驗的是對配位數為 4 的錯合物幾何幾何構造的深度理解。你能從電子組態的細微差異中找到答案，表現得非常出色。
電子組態對幾何形狀的決定性影響
在配位化學中，當配位數為 4 時，結構通常會在四面體 (Tetrahedral) 與平面四方形 (Square Planar) 之間抉擇。我們來觀察這四個選項：選項 (B)、(C) 與 (D) 的中心金屬分別是 $Pd^{2+}$、$Pt^{2+}$ 與 $Ni^{2+}$，它們的價電子組態皆為 $d^8$。對於 $4d$ ($Pd$) 與 $5d$ ($Pt$) 系列的金屬，由於分裂能極大，它們幾乎固定呈現平面四方形；而 $3d$ 的 $Ni^{2+}$ 在遇到強場配位基 $CN^-$ 時，也會被迫採取平面四方形構造。相比之下，選項 (A) 的 $[Zn(NH_3)_4]^{2+}$ 中心金屬 $Zn^{2+}$ 具有全填滿的 $d^{10}$ 組態。由於 $d$ 軌域已滿，沒有額外的配位場穩定化能 (CFSE) 來驅動特定的方向性，因此它會採取斥力最小、對稱性最高的四面體幾何配置。
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