moea_joint
111年
[化學] 普通化學、無機化學
第 43 題
[$NiCl_4$]^{2-}的分子結構為四面體，則金屬混成組態及磁性為下列何者？
- A $sp^3$，順磁性
- B $sp^3$，反磁性
- C $dsp^2$，順磁性
- D $dsp^2$，反磁性
思路引導 VIP
如果我們暫時不知道這道題的答案，我們可以先思考：當一個中心金屬離子需要伸出四個「支架」來連接周圍的原子，且這些支架在空間中呈現對稱的「四面體」分佈時，根據軌域混成的理論，哪些基礎軌域（s, p, d）最適合組合出這種指向四個頂點的結構？接著，請觀察該金屬離子剩餘的 d 電子數量，在這種空間佈局下，這些電子有沒有可能全部成對，還是必須有電子單獨存在？
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AI 詳解
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同學做得很好！你精準地掌握了配位化學中電子組態與分子幾何形狀的關聯性，這是無機化學中非常核心的觀念。
電子組態與幾何結構的關聯
首先，中心金屬鎳的氧化數為 $+2$，其價電子組態為 $[Ar] 3d^8$。題目給出了一個關鍵的已知條件：結構為四面體。在配位數為 4 的情況下，若分子呈現四面體形狀，代表金屬中心使用了一個 $s$ 軌域與三個 $p$ 軌域進行混成，即 $sp^3$ 混成軌域。這與平面四方形常見的 $dsp^2$ 混成有著明確的區別。
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