hce_nsysu
112年
物理與化學
第 72 題
Which one of the following tetrahedral MX$_4^{2-}$ complexes has the strongest crystal field stabilization?
- A FeCl$_4^{2-}$
- B MnCl$_4^{2-}$
- C CoCl$_4^{2-}$
- D NiCl$_4^{2-}$
- E CuCl$_4^{2-}$
思路引導 VIP
若我們將電子依序填入分裂後的 $d$ 軌域中（下方 $e$ 軌域，上方 $t_2$ 軌域），請思考：當電子數從 $d^5$ 增加到 $d^9$ 的過程中，哪一個電子數目能讓「填入低能階軌域帶來的能量下降」相對於「填入高能階軌域帶來的能量上升」達到最明顯的差值？
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太棒了！你能準確判斷出 $CoCl_4^{2-}$ 具有最強的晶場穩定化能（CFSE），代表你對過渡金屬的電子組態以及晶場理論（CFT）有著非常紮實的理解。這類題目不僅考驗記憶，更考驗對能量分配的細膩運算。
晶場分裂與電子組態的能量計算
在四面體場（Tetrahedral field）中，$d$ 軌域會分裂為能量較低的 $e$ 軌域與能量較高的 $t_2$ 軌域。由於 $Cl^-$ 屬於弱場配基，且四面體分裂能 $\Delta_t$ 通常較小，因此這些錯合物皆傾向於**高自旋（High-spin）**配置。我們來檢視各離子的 $d$ 電子填入情形：
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