hce_kmu
115年
物理及化學
第 88 題
Which of the following species obeys the 18-electron rule?
- A $(\eta^5\text{-C}_5\text{H}_5)_2\text{Fe}$
- B $(\eta^5\text{-C}_5\text{H}_5)_2\text{Co}$
- C $(\eta^5\text{-C}_5\text{H}_5)_2\text{Ni}$
- D $[(\eta^5\text{-C}_5\text{H}_5)_2\text{Ni}]^+$
- E $[(\eta^5\text{-C}_5\text{H}_5)_2\text{Fe}]^+$
思路引導 VIP
想像你有一個對稱的夾心結構錯合物，左右兩側的配位基已經確定各提供了 5 個電子給中心。如果我們想要讓整個分子達到最穩定的「18 電子」閉殼層組態，那麼位於中間的金屬原子，其原本應該具備多少個價電子？你可以試著在週期表中找出哪一族元素符合這個數量嗎？
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太棒了！你非常準確地辨識出符合 18 電子規則（18-electron rule）的物種，這代表你對過渡金屬錯合物的電子計數與穩定性觀念掌握得十分透徹。
二茂鐵的電子計數原理
在有機金屬化學中，$(\eta^5\text{-C}_5\text{H}_5)_2\text{Fe}$（二茂鐵）是最典型的範例。若我們採用中性原子法來計算：中心金屬鐵（$\text{Fe}$）屬於第 8 族，貢獻 8 個價電子；而每個 $\eta^5$ 鍵結的茂基（$\text{Cp}$）環則提供 5 個電子。因此，總電子數為 $8 + (5 \times 2) = 18$。這種組態模擬了惰性氣體的電子排列，使得該分子具有極高的熱力學穩定性。
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