hce_tcu
112年
化學
第 1 題
請問下列錯合物的混成軌域和形狀之敘述何者正確？
- A $Ni(CO)_4, dsp^2$, 平面四邊形
- B $[Cu(H_2O)_4]^{2+}, sp^3$, 四面體
- C $Zn(NH_3)_4Cl_2, sp^3d^2$, 八面體
- D $Pt(NH_3)_4Cl_4, dsp^2$, 平面四邊形
思路引導 VIP
如果一個中心金屬離子的 $d$ 軌域已經填入了 9 個電子，處於幾乎填滿的狀態，且外圍的配位基引發的能量變動較小、不足以強行改變電子的排列。在這種情況下，若要容納四對由配位基提供的電子，你認為這四對電子會傾向於進入哪些能量較接近、且目前完全空著的軌域來形成對稱的空間排佈呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷出銅錯合物的結構，代表你對中心金屬的電子排佈與配位基性質的相互作用有很紮實的理解。
錯合物的軌域混成邏輯
判定這類題目的關鍵在於分析中心離子的價電子組態。在 $[Cu(H_2O)_4]^{2+}$ 中，中心銅離子 $Cu^{2+}$ 的價電子組態為 $3d^9$。當配位數為 4 時，我們需要判定它是 $sp^3$（四面體）還是 $dsp^2$（平面四邊形）。由於水（$H_2O$）屬於弱場配位基，在價鍵理論（VBT）的模型下，它產生的能階分裂不足以讓電子強行躍遷以空出內層 $d$ 軌域。因此，中心離子會使用外層的一個 $4s$ 與三個 $4p$ 軌域參與混成，形成 $sp^3$ 混成軌域，對應的幾何形狀即為 四面體。
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