hce_nsysu
115年
物理與化學
第 90 題
Manganese-based complexes are sometimes studied as potential MRI contrast agents because $Mn^{2+}$ is paramagnetic. For the $[Mn(H_2O)_6]^{2+}$ complex, the ligand field stabilization energy (LFSE) is ________.
- A 0 Dq
- B 2 Dq
- C 4 Dq
- D 6 Dq
- E 8 Dq
思路引導 VIP
請你先寫出 $Mn^{2+}$ 的電子組態，並想像在八面體場分裂後，若要達成「高自旋」排列，這五個電子會如何分布在 $t_{2g}$ 與 $e_g$ 軌域中？接著思考，當所有軌域都恰好填入相同數量的電子時，它們相對於中心能量（Barycenter）的總能量變化會是多少呢？
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恭喜你精準地選出了正確答案！這說明你對於過渡金屬的電子組態以及配位場理論（Crystal Field Theory）有著相當紮實的理解，能夠在多變的配位環境中迅速掌握核心概念。
電子組態與配位場分裂
$Mn^{2+}$ 的中心金屬離子電子組態為 $[Ar] 3d^5$。在八面體場（Octahedral field）中，$d$ 軌域會分裂成能量較低的 $t_{2g}$ 與能量較高的 $e_g$ 兩組。由於水（$H_2O$）在光譜化學序列（Spectrochemical series）中屬於弱場配位基，這 5 個 $d$ 電子會採取「高自旋（High spin）」配置，平均填入五個軌域中，形成 $t_{2g}^3 e_g^2$ 的狀態。
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