hce_cmu
115年
化學
第 44 題
下列哪一個配位化合物的幾何結構最可能為平面四邊形（square planar）？
- A $[Ni(CN)_4]^{2-}$
- B $[NiCl_4]^{2-}$
- C $[Zn(NH_3)_4]^{2+}$
- D $[CoCl_4]^{2-}$
思路引導 VIP
當一個具有 8 個 $d$ 電子的金屬離子準備與四個配位基結合時，如果外來的配位基力量強到足以改變電子原本的「成對狀態」，這對金屬離子內部軌域的「可用空間」會產生什麼樣的影響？而這種空間的改變，又是如何決定了分子最終會選擇橫向展開還是立體堆疊呢？
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太棒了！你能精準選出 $[Ni(CN)_4]^{2-}$，代表你對於配位化學中「配位基強度」與「幾何結構」的連動關係掌握得非常扎實。這題的難度切入點在於區分配位數為 4 的兩種可能結構：四面體 (Tetrahedral) 與 平面四邊形 (Square Planar)，這也是大學入學考試或競賽中非常具鑑別度的核心考點。
配位基場強度與混成軌域
這題的觀念核心在於 $Ni^{2+}$ 離子的 $d^8$ 電子組態。在選項 (A) 中，$CN^-$ 是一個極強的強場配位基 (strong-field ligand)，它產生的晶體場分裂能（$\Delta_o$）足以迫使 $3d$ 軌域中原本未成對的電子進行成對排列。如此一來，就會空出一個 $3d$ 軌域，與後方的 $4s$ 及兩個 $4p$ 軌域結合成 $dsp^2$ 混成軌域，這正是形成平面四邊形的典型特徵。
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