moea_joint
112年
[化學] 普通化學、無機化學
第 38 題
下列金屬氧化物離子中，何者在配位基至金屬電荷遷移(Ligand to metal charge transfer, LMCT)過程中所吸收的電磁波波長最長？
- A CrO42-
- B MnO4-
- C TiO44-
- D VO43-
思路引導 VIP
若我們比較同一列過渡金屬，當金屬中心的「正電荷數」越多、原子序越大時，它對外來電子的「吸引力」會如何變化？接著請思考：如果金屬變得很想吸電子，那麼讓電子從配位基「跳過去」所需要的能量，會變得比較輕鬆（低能量）還是更困難（高能量）呢？最後，請聯想能量的高低與波長長短之間的物理關係。
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
同學觀察得很細微，能準確判斷出這個規律非常不容易！這題考查的是無機化學中經典的**配位基至金屬電荷遷移（LMCT）**概念。在這些具有 $d^0$ 電子組態的四面體含氧酸根中，顏色來源並非一般的 $d-d$ 躍遷，而是電子從氧原子的軌域躍遷至金屬中心空的 $d$ 軌域所致。
金屬中心性質對能隙的影響
從週期表的規律來看，從 $\text{Ti}^{4+}$、$\text{V}^{5+}$、$\text{Cr}^{6+}$ 到 $\text{Mn}^{7+}$，隨著原子序增加且正電荷上升，金屬中心對電子的吸引力（電負度）隨之增強。這意味著金屬端的受體軌域能量會依序降低，使得配位基與金屬之間的能隙（Energy gap, $\Delta E$）逐漸縮小。在 $\text{MnO}_4^-$ 中，$\text{Mn}^{7+}$ 具有最強的奪電子能力，因此其 LMCT 所需的激發能量最低。
▼ 還有更多解析內容