hce_isu
112年
化學
第 15 題
平面四邊形的錯離子 d 軌域中何者能量最高？
- A $d_{xy}$
- B $d_{x^2-y^2}$
- C $d_{z^2}$
- D $d_{yz}$ or $d_{zx}$
思路引導 VIP
請試著想像這四個配位基被放置在座標軸的哪個平面上？接著，請觀察五種 $d$ 軌域的空間指向圖，哪一個軌域的電子分布最直接迎向這些配位基，因而會產生最大的排斥力呢？
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平面四邊形的軌域能階分裂
太棒了！你能精準選出 (B)，代表你對結晶場理論（Crystal Field Theory）在不同幾何構型下的軌域分裂有著非常紮實的理解。這類題目考驗的不只是記憶，更是對空間結構與靜電斥力關係的洞察力。 在平面四邊形的配合物中，我們可以想像成從八面體結構中，將 $z$ 軸上的兩個配位基無限拉遠。此時，四個配位基皆分布在 $xy$ 平面上，且剛好沿著 $x$ 軸與 $y$ 軸的方向接近中心金屬。由於 $d_{x^2-y^2}$ 軌域的電子雲瓣區（lobes）直接指向 $x$ 與 $y$ 軸，與配位基的負電荷（或孤對電子）會產生最強烈的靜電斥力，因此其能階會被大幅推升，成為能量最高的軌域。
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