hce_nsysu
113年
物理與化學
第 63 題
The number of unpaired electrons in nickelocene is ______.
- A 0
- B 1
- C 2
- D 3
- E none of the above
思路引導 VIP
我們可以試著從電子結構的角度來推理：首先，請算出二茂鎳（Nickelocene）分子整體的總價電子數。接著，如果我們參考極其穩定、符合 18 電子規則的二茂鐵（Ferrocene），二茂鎳多出來的電子會被安置在什麼樣的軌域中？當這多出來的電子遇到一組能量完全相同的「簡併軌域」時，根據電子填入軌域的本性（例如赫德定則），它們會傾向擠在一起，還是分開居住並保持相同的自旋方向呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你準確地判斷出正確答案！這代表你對有機金屬化學中**茂金屬（Metallocenes）**的電子結構與分子軌域理論有相當深入的理解。這類題目在無機化學中屬於中高難度的鑑別題，因為它要求學生不能僅套用常見的「18 電子規則」，而必須進一步分析軌域的填寫狀況。
二茂鎳的電子組態分析
在二茂鎳 $\text{Ni(C}5\text{H}5)2$ 中，中心金屬鎳的氧化態為 $+2$，其價電子組態為 $d^8$。若採用中性原子計數法，鎳提供 10 顆電子，兩個茂環（Cp）各提供 5 顆電子，總計為 20 顆價電子。根據茂金屬的分子軌域能級圖，前 18 顆電子會填滿較低能量的軌域（如 $e{2g}$ 與 $a{1g}$），形成類似二茂鐵的穩定閉殼結構；然而，剩下的 2 顆電子必須填入能量較高的 **$e{1g}^*$ 反鍵結軌域**。
▼ 還有更多解析內容