hce_tcu
113年
化學
第 11 題
某化合物之化學式為$[Mn(H_2O)_6]^{2+}$ (with a high-spin electron configuration)，請問此種化合物有多少未配對之電子？
- A 1
- B 2
- C 3
- D 5
思路引導 VIP
在分析錯合物的電子排列時，我們可以先思考：中心金屬原子失去電子變成離子後，剩下多少個 $d$ 電子？接著，如果環境（配位基）提供的空間非常開闊，且讓電子擠在一起的「成對成本」大於跳到較高軌域的「門檻」，這些電子會傾向於擠在一起，還是分散開來占據所有軌域呢？
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太棒了！你能精準判斷出這個配位化合物的電子組態，代表你對過渡金屬的軌域理論有很紮實的掌握。這類題目是無機化學中非常經典的考點，鑑別度在於學生是否能精確連結「中心金屬電荷」、「電子組態」與「配位場強度」這三個核心環節，若能釐清這些層次，面對複雜的錯合物判斷便能游刃有餘。
中心金屬離子與電子分布
首先，我們來檢視錳離子。錳（$Mn$）的原子序為 25，其基態電子組態為 $[Ar] 3d^5 4s^2$。在 $[Mn(H_2O)6]^{2+}$ 中，中心離子為 $Mn^{2+}$，會優先失去 $4s$ 軌域的兩個電子，因此其價電子組態變為 $3d^5$。在八面體場（octahedral field）的影響下，這五個 $d$ 軌域會分裂為能量較低的 $t{2g}$ 與較高的 $e_g$ 兩組。
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