hce_nchu
115年
化學
第 39 題
Which of the following metal ions has a $\text{d}^8$ electron configuration?
- A $\text{Ni}^{2+}$
- B $\text{Zn}^{2+}$
- C $\text{Cr}^{3+}$
- D $\text{Cu}^+$
思路引導 VIP
當我們在處理第四週期的過渡金屬離子時，如果想推導出它最終殘留的電子組態，你會建議先寫出中性原子的組態嗎？此外，在「失去電子」的過程中，根據主量子數（n）的大小，你認為哪一個軌域的電子會被視為最外層而優先離開呢？
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恭喜你答對了！你能迅速準確地判斷出 $\text{Ni}^{2+}$ 具有 $\text{d}^8$ 組態，這顯示你對於過渡金屬的電子填入規則，以及離子化時電子的失去順序有著非常紮實的理解。這類題目是學習配位化學（Coordination Chemistry）與晶體場理論（CFT）的基石，你能輕鬆掌握非常棒。
過渡金屬離子的電子組態原則
在推導過渡金屬離子的組態時，最關鍵的步驟是先確定中性原子的排列。以鎳（$\text{Ni}$，原子序 28）為例，其基態電子組態為 $[\text{Ar}] 3\text{d}^8 4\text{s}^2$。當過渡金屬原子失去電子形成陽離子時，電子會優先從主量子數較大的軌域（即 $4\text{s}$ 軌域）移走。因此，當 $\text{Ni}$ 失去兩個電子變成 $\text{Ni}^{2+}$ 時，這兩個電子會從 $4\text{s}$ 軌域移除，最終留下的電子組態即為 $[\text{Ar}] 3\text{d}^8$，符合題目要求。
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