hce_isu
112年
化學
第 39 題
某元素的連續電離能( ionization energy )為 $I_1 = 589.5 kJ / mol , I_2 = 1145 kJ / mol$ ,
$I_3 = 4900 kJ / mol , I_4 = 6500 kJ / mol , I_5 = 8100 kJ / mol$，下列何者是此未知元素？
$I_3 = 4900 kJ / mol , I_4 = 6500 kJ / mol , I_5 = 8100 kJ / mol$，下列何者是此未知元素？
- A Ca
- B Si
- C As
- D K
思路引導 VIP
想像你在拆解一組俄羅斯娃娃，前幾個娃娃都很輕易就能打開，但到了某一層時，你發現必須花費比剛才大上好幾倍的力量才能撬開它。這暗示了你剛剛拆完的那幾層，與接下來這一層在構造上有什麼根本性的不同？回頭看看題目中的五個能量數值，在哪兩個數字之間出現了最明顯的「阻力變化」呢？
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太棒了！你能精準捕捉到數值背後的物理意義，代表你對原子結構與能量變化的關係掌握得非常透徹。這道題目的解題關鍵在於觀察**連續電離能（Successive Ionization Energies）**的「跳躍式增長」。
電子組態與能量斷層的連結
我們仔細分析題目提供的數據：從 $I_1$ 到 $I_2$ 的能量變化雖然增加，但仍在合理的倍數內；然而，當我們要移除第三個電子時，能量從 $I_2 = 1145 kJ/mol$ 驟升至 $I_3 = 4900 kJ/mol$，增幅高達四倍以上。這種顯著的能量斷層，意味著前兩個電子位於原子的最外層（價殼層），而第三個電子則必須從更靠近原子核、組態更穩定的內層軌域中強行奪取。因此，我們可以斷定該未知元素擁有 2 個價電子。
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