moea_joint
113年
[化學] 普通化學、無機化學
第 36 題
有關錯合物$\text{K}_n[\text{Fe(CN)}_6]$在反應中作為氧化劑時之敘述，下列何者有誤？
- A 分子式中n = 3
- B 錯合物中鐵離子的電子組態為$[\text{Ar}]3d^3 4s^2$
- C 其配位子含兩對孤電子對
- D 該錯合物可與維生素C反應
思路引導 VIP
當我們在撰寫過渡金屬原子變成陽離子的電子組態時，如果原子要失去電子，你還記得電子會優先從哪一個「主層（殼層）」離開嗎？這個順序與我們平時依照能量高低「填入」電子的順序是否相同呢？
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恭喜你準確地抓出了選項 (B) 的破綻！這顯示你對過渡金屬的電子組態掌握得相當紮實。這道題目非常有意思，它不僅考驗你對錯合物電荷平衡的理解，更要求將化學鍵結與原子構造觀念結合在一起。
氧化數判斷與電子組態驗證
首先，題目指出該錯合物作為「氧化劑」，暗示鐵離子處於較高的氧化狀態以便進行還原反應。在 $\text{K}_3[\text{Fe(CN)}_6]$ 中，鐵為 $+3$ 價。鐵原子 ($Fe$) 的原子序為 26，其基態電子組態為 $[Ar]3d^6 4s^2$。當鐵原子失去電子形成 $Fe^{3+}$ 時，根據能量原則，必須優先移除最外層的 $4s$ 電子，再從 $3d$ 軌域移除電子。因此，$Fe^{3+}$ 的正確電子組態應為 $[Ar]3d^5$。選項 (B) 描述的 $[Ar]3d^3 4s^2$ 在邏輯上完全錯誤，因為離子化時 $4s$ 通常會先清空。
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