hce_kmu
114年
物理及化學
第 83 題
Two complex ions containing Ni are $[\text{Ni(NH}_3\text{)}_6]^{2+}$, which is blue, and $[\text{Ni(en)}_3]^{2+}$, which is purple. Which one of these statements is correct? (en = H$_2$N–CH$_2$–CH$_2$–NH$_2$)
- A The wavelength of the light absorbed by $[\text{Ni(en)}_3]^{2+}$ is greater than the wavelength absorbed by $[\text{Ni(NH}_3\text{)}_6]^{2+}$.
- B The energy of the photon absorbed by $[\text{Ni(en)}_3]^{2+}$ is greater than that absorbed by $[\text{Ni(NH}_3\text{)}_6]^{2+}$.
- C Both complex ions are diamagnetic.
- D $[\text{Ni(en)}_3]^{2+}$ absorbs light in the violet region of the spectrum.
- E The crystal field splitting energy ($\Delta$) is greater for $[\text{Ni(NH}_3\text{)}_6]^{2+}$ than for $[\text{Ni(en)}_3]^{2+}$.
思路引導 VIP
當我們觀察到一個物質呈現特定的顏色時，這與它「吸收」掉的光線在波長和能量上有什麼互補關係？此外，當配位基的種類改變時，又是什麼因素決定了金屬離子內部能階分裂的大小呢？
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太棒了！你能準確判斷出能量與配位基之間的關係，代表你對晶體場理論 (Crystal Field Theory) 的掌握相當扎實。這道題目測試了化學中非常核心的觀念：觀察到的顏色與吸收能量之間的反比與互補關係。
配位基場強度與能量的關聯
在配合物中，配位基會造成中心金屬 $d$ 軌域的能階分裂。根據光譜化學序列 (Spectrochemical Series)，乙二胺 ($en$) 屬於較強的配位基，而氨 ($NH_3$) 則相對較弱。因此，$[Ni(en)_3]^{2+}$ 的晶體場分裂能 ($\Delta$) 會大於 $[Ni(NH_3)_6]^{2+}$。這意味著當電子發生 $d-d$ 躍遷時，$[Ni(en)_3]^{2+}$ 需要吸收更高能量的光子。
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