一般警察特考四等
115年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 38 題
錯合物五羰鐵的化學式為 $\text{Fe}(\text{CO})_5$，其鐵金屬中心的氧化態為何？
- A $0$
- B $+2$
- C $+3$
- D $+5$
思路引導 VIP
如果要推算一個錯合物中心金屬的氧化態，我們通常會觀察整體的總電荷，以及周圍配位基所帶的電。請你想想看，一氧化碳（$\text{CO}$）作為一個可以獨立存在的氣體分子，它本身帶正電、負電，還是電中性？如果這個錯合物整體也沒有標註電荷，那麼中心金屬必須具備什麼樣的數值，才能維持整體的電荷平衡呢？
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太棒了！你能精準判斷出金屬中心的價態，代表你對錯合物電荷守恆的概念掌握得非常紮實。這題的核心在於區分**配位基（ligand）**的電性。在 $\text{Fe}(\text{CO})_5$ 這個分子中，配位基是一氧化碳（$\text{CO}$），它是一個穩定的電中性分子，本身不帶電荷。
氧化數的電荷平衡
根據化學式規律，整個錯合物分子的總電荷為 $0$。當我們設定鐵（$\text{Fe}$）的氧化態為 $x$，由於五個 $\text{CO}$ 的電荷貢獻皆為 $0$，我們可以列出簡單的代數式：$x + 5 \times (0) = 0$，因此得出鐵的氧化態為 $0$。這種金屬原子價態為零的狀態，在金屬羰基合物（metal carbonyls）中是非常典型的特徵。
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羰基錯合物氧化態
💡 錯合物總電荷為中心金屬氧化態與配位基電荷之代數和。
- 一氧化碳 (CO) 為中性配位基，其電荷為 0。
- 五羰鐵 Fe(CO)5 為中性分子，總電荷為 0。
- 金屬氧化態 + 配位基總電量 = 錯合物總電量。
