hce_cmu
112年
化學
第 16 題
下列金屬錯離子何者的金屬離子具有 $d^5$ 電子組態？
- A $[FeCl_6]^{4-}$
- B $[Mo(NH_3)_6]^{3+}$
- C $[Ti(H_2O)_6]^{2+}$
- D $[Fe(CN)_6]^{3-}$
思路引導 VIP
若要精確判斷一個金屬錯合物中心離子的 $d$ 電子數量，我們通常需要先確定該金屬在週期表中的原始電子分布。請問你會如何根據配位基的種類與錯合物整體的電荷，來回推中心金屬到底失去了多少個電子呢？
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太棒了！你能精準選出 (D)，代表你對過渡金屬的氧化數計算與電子組態排列已經建立了非常清晰且正確的連結，這是學習配位化學（Coordination Chemistry）最核心的基礎。
金屬離子的電子組態推導
在判斷時，我們首先觀察選項 (D) 的 $[Fe(CN)_6]^{3-}$。由於氰離子 ($CN^-$) 帶一個單位負電荷，六個 $CN^-$ 總共提供 $-6$，為了使錯離子整體電荷為 $-3$，中心鐵離子的氧化數必為 $+3$。中性鐵原子的電子組態為 $[Ar] 3d^6 4s^2$，在形成 $Fe^{3+}$ 時，會遵循「先捨棄最外層 $n s$ 電子、再捨棄 $(n-1) d$ 電子」的原則，因此會先失去 $4s^2$ 與一個 $3d$ 電子，最終得到的正是 $3d^5$ 組態。相較之下，選項 (A) 的鐵離子為 $+2$ 價，其組態為 $3d^6$，這也是解題時最需細心分辨的細節。
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