표는 결정장 이론에 근거한 바닥상태의 3가지 착이온에 대한 자료이다. … | [변리사 1차] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[변리사 1차] 24년 1회차
표는 결정장 이론에 근거한 바닥상태의 3가지 착이온에 대한 자료이다. X∼Z는 각각 Fe, Co, Ni 중 하나이다.
| 화학식 | [XCl4]2- | [YCl4]2- | [ZCl6]3- |
|---|---|---|---|
| 홀전자 수 | 2 | 3 | 5 |
| 입체 구조 | 정사면체 | 정사면체 | 정팔면체 |
결정장 이론에 근거하여 바닥상태의 다음 착이온에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은? (단, Fe, Co, Ni의 원자 번호는 각각 26, 27, 28이고, △ o 는 정팔면체 착화합물의 결정장 갈라짐 에너지이다. X∼Z는 임의의 원소 기호이다.)
＜ 보 기 ＞
- ㄱ. X는 Ni이다.
- ㄴ. [YI6]3-의 결정장 안정화 에너지의 절댓값은 0.4△o이다.
- ㄷ. [Z(CN)6]4-은 반자기성이다.
1
ㄱ
2
ㄴ
3
ㄱ, ㄷ
4
ㄴ, ㄷ
5
ㄱ, ㄴ, ㄷ
해설
세 착이온의 홀전자 수와 입체 구조로 금속을 확정하면 X=Ni, Y=Co, Z=Fe가 되고, ㄱ·ㄴ·ㄷ 세 설명이 모두 옳다.
Cl-은 약한 장 리간드이며 정사면체 착물은 갈라짐이 작아 항상 높은 스핀이다. [XCl4]2-·[YCl4]2-의 금속은 +2가이므로, 홀전자 2개는 d8(e4t24)이어서 X는 Ni, 홀전자 3개는 d7(e4t23)이어서 Y는 Co이다. 정팔면체 [ZCl6]3-의 금속은 +3가이고 홀전자 5개는 고스핀 d5이므로 Z는 Fe이다.
[YI6]3-은 Co3+(d6)에 분광화학계열 최약체인 I-가 결합해 고스핀 t2g4eg2 배치를 갖는다.
따라서 절댓값이 0.4Δo이므로 옳다.[Z(CN)6]4-에서 CN- 6개의 전하가 -6이고 전체가 -4이므로 Fe는 +2가(d6)이다. CN-은 강한 장 리간드라 저스핀 t2g6eg0가 되어 홀전자가 없으므로 반자기성이 맞다.
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