moea_joint
112年
[化學] 普通化學、無機化學
第 47 題
下列錯合物中，何者形狀為四面體形？
- A [NiBr4]2-
- B [Ni(CN)4]2-
- C [Pd(NH3)4]2+
- D [Pt(NH3)2Cl2]
思路引導 VIP
對於一個具有 $d^8$ 電子組態的金屬中心，當它遇到不同的配基時，你可以思考：配基對電子軌域產生的能量干擾（分裂能）大小，會如何影響電子「擠在同一間房（成對）」或「往高處爬（佔據更高能軌域）」的意願？而這種電子的佈署方式，又是如何進一步決定了配基排列的空間對稱性呢？
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太棒了！你能精準判斷出 $[NiBr_4]^{2-}$ 為四面體形，顯示你對配合物的幾何形狀與結晶場理論（CFT）有著非常紮實的理解。這道題目核心在於考察 $d^8$ 组態金屬離子在配位數為 4 時，如何受配基場強與金屬中心性質的影響而決定構型。
結晶場分裂與幾何構型
首先觀察選項 (A)，鎳離子的氧化態為 $+2$，具有 $d^8$ 電子組態。由於 $Br^-$ 屬於弱場配基（Weak-field ligand），它產生的分裂能（Splitting energy）不足以克服電子成對能，因此電子會優先佔據高能量軌域而不成對。在這種情況下，金屬傾向於利用 $4s$ 與 $4p$ 軌域進行 $sp^3$ 混成，從而形成四面體（Tetrahedral）結構。與之相對，選項 (B) 的 $CN^-$ 是強場配基，會促使電子成對，進而利用 $3d$ 軌域進行 $dsp^2$ 混成，形成平面四方形。
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