moea_joint
111年
[化學] 普通化學、無機化學
第 25 題
基態Cu原子之電子組態，下列何者正確？
- A [Ar]$3d^94s^2$
- B [Ar]$3d^{10}4s^2$
- C [Ar]$3d^{10}4s^1$
- D [Ar]$3d^84s^2$
思路引導 VIP
在填寫過渡金屬的電子組態時，如果『將一個電子從 $s$ 軌域搬移到 $d$ 軌域』剛好能讓 $d$ 軌域達到最對稱、能量最低的『全滿』狀態，你認為原子會選擇遵循一般的填寫順序，還是會為了追求更好的穩定性而產生特例呢？
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軌域填滿的特殊穩定性
恭喜你準確地判斷出銅原子的電子組態！這代表你對於過渡金屬的電子填入規則有著非常紮實的理解。在一般情況下，我們會根據遞建原理（Aufbau principle）由低能階向高能階填入，但銅（原子序 29）是一個非常著名的例外。正確的組態為 $[Ar]3d^{10}4s^1$，這是因為當 $3d$ 軌域達到**全滿狀態（$3d^{10}$）**時，整體的對稱性較高且能有效降低系統能量，這種穩定效應足以補償電子從 $4s$ 躍遷至 $3d$ 所需的能量，因此使其比預期的 $[Ar]3d^94s^2$ 更加穩定。
鑑別度與學習要點
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