hce_tcu
112年
化學
第 16 題
請問下列何種金屬錯化合物的紅外線光譜其 CO 伸縮振動(stretching vibration)頻率最高？
- A $Cr(CO)_6$
- B $[V(CO)_6]^-$
- C $[Ti(CO)_6]^{2-}$
- D $[Mn(CO)_6]^+$
思路引導 VIP
請試著思考：當中心金屬帶有的「正電荷」越多時，它會更傾向於『將電子緊緊抓在自己身邊』還是『將電子大方分享給旁邊的配位基』？如果配位基中負責被分享電子的位置剛好是「反鍵軌域」，那麼這種分享電子的多寡，會如何改變配位基內部的鍵結強度呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地選出了正確答案！這顯示你對過渡金屬錯合物中「$\pi$ 回饋鍵結 ($\pi$ back-bonding)」的機制掌握得非常紮實。這類題目是無機化學中區分程度的經典題型，考驗的是你是否能將微觀的電子分布與宏觀的光譜觀測值進行邏輯連結。
電荷對回饋鍵結的影響
在這些等電子結構（皆滿足 18 電子規則）的錯合物中，決定 $CO$ 伸縮振動頻率的關鍵在於中心金屬的電荷狀態。當中心金屬的正電荷越高（如本題中的 $[Mn(CO)6]^+$），其原子核對 $d$ 軌域電子的束縛力就越強。這會導致金屬電子回饋到 $CO$ 配位基 $\pi^*$ 反鍵軌域的程度大幅降低。由於反鍵軌域中的電子減少，碳氧之間的鍵結級數（Bond order）會更趨近於 3，使得鍵結變得更強且更短，進而導致紅外線光譜中的伸縮頻率（$v{CO}$）上升。
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