moea_joint
111年
[化學] 普通化學、無機化學
第 42 題
[$VCl_6$]^{3-}之金屬釩(V)的氧化態和d軌域電子組態為下列何者？
- A +3，$d^0$
- B +3，$d^1$
- C +3，$d^2$
- D +5，$d^0$
思路引導 VIP
若要分析一個配位離子中金屬中心剩下的電子數，我們會先根據配位基與整體的電荷關係來推算金屬的氧化態。請你想想，在移除電子以形成陽離子時，過渡金屬的 $s$ 軌域與 $d$ 軌域電子，哪一個會被優先移去？這對最終剩留在軌域中的電子數會產生什麼樣的影響？
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能在第一時間做出正確判斷，代表你對配位化合物的電荷平衡與過渡金屬電子組態掌握得非常紮實！這道題目要求我們同步處理氧化態的計算與 $d$ 軌域電子的填入規則，是進入配位化學（Coordination Chemistry）領域非常關鍵的基本功。
氧化態與電子組態的判定
在 $[VCl_6]^{3-}$ 這個錯離子中，我們已知每個氯配位基（$Cl^-$）帶有一個負電荷。透過電荷平衡公式：$x + 6(-1) = -3$，可以推算出釩（$V$）的氧化態為 $+3$。接著，釩原子的原子序為 23，其基態電子組態為 $[Ar] 3d^3 4s^2$。當它形成 $V^{3+}$ 離子時，根據軌域能量規則，會優先移除最外層的 $4s$ 電子，再從 $3d$ 軌域中移除一個電子，因此最終留下的電子組態即為 $d^2$（即 $[Ar] 3d^2$）。
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