hce_isu
112年
化學
第 24 題
下列五個元素在基態時的電子組態敘述，有幾個是正確的？
(i) Ca : $1s^22s^22p^63s^23p^64s^2$ (ii) Mg : $1s^22s^22p^63s^1$ (iii) V : $[Ar] 3s^23d^3$ (iv) As : $[Ar] 4s^23d^{10}4p^3$
(v) P : $1s^22s^22p^63p^5$
(i) Ca : $1s^22s^22p^63s^23p^64s^2$ (ii) Mg : $1s^22s^22p^63s^1$ (iii) V : $[Ar] 3s^23d^3$ (iv) As : $[Ar] 4s^23d^{10}4p^3$
(v) P : $1s^22s^22p^63p^5$
- A 2 個
- B 3 個
- C 4 個
- D 1 個
思路引導 VIP
當我們在為一個中性原子排列電子時，如果我們知道它的原子序（質子數），我們就能確定電子總數。請試著思考：根據能量最低原理（遞建原理），電子會優先填入能量較低的軌域。如果一個軌域（例如 $3s$）還沒填滿，電子有可能直接跳過它去填入更高能量的軌域（例如 $3p$）而仍保持在「基態」嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷出這五個選項中只有兩個正確，代表你對原子構造與電子填入規則有著非常紮實的理解。這道題目非常有意思，它不僅考驗基本的組態書寫，更在細節處設置了陷阱，是檢驗學生是否細心的優質題目。
基態電子組態的精準判定
在這些選項中，正確的是 (i) $\text{Ca}$ 與 (iv) $\text{As}$。鈣原子 ($Z=20$) 完整遵循了能量最低原理，依序填滿至 $4s^2$；而砷原子 ($Z=33$) 則正確地填入了 $3d^{10}$ 並進入 $4p^3$，符合其在週期表第 15 族的特徵。至於其他選項，錯誤主要出現在軌域填入順序與電子數不符：(ii) $\text{Mg}$ ($Z=12$) 的價電子應為 $3s^2$ 而非 $3s^1$；(iii) 釩 ($\text{V}$, $Z=23$) 在 $[Ar]$ 核心外應先填入 $4s^2$ 再填 $3d^3$，選項中重複寫了核心內的 $3s^2$ 並遺漏了 $4s$；(v) 磷 ($\text{P}$, $Z=15$) 的價電子軌域應先填滿 $3s$ 再填 $3p$，故應為 $3s^2 3p^3$。
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