바닥상태 정사면체 착화합물 [MCl 4 ] 2- 에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, M은 원자 번호가 25인 임의의 원소 기호이며, △ t 는 정사면체 결정장 갈라짐 에너지이다.)

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바닥상태 정사면체 착화합물 [MCl4]2-에 관한 설명으로 옳지 않은 … | [변리사 1차] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 23년 1회차

바닥상태 정사면체 착화합물 [MCl₄]^2-에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, M은 원자 번호가 25인 임의의 원소 기호이며, △_t는 정사면체 결정장 갈라짐 에너지이다.)

중심 이온의 산화수는 +2이다.

중심 이온의 3d_xy 오비탈의 에너지가  오비탈 에너지보다 높다.

가상적인 정육면체에서 중심 이온의 3d 오비탈 중  과  오비탈은 면심을 향하고 있다.

중심 이온의 홀전자 수는 5이다.

결정장 안정화 에너지는 -2△_t이다.

해설

정사면체장의 d⁵ 착물은 다섯 오비탈에 홀전자가 하나씩 들어가 결정장 안정화 에너지가 0이므로, 이를  $-2\Delta_t$ 라고 한 설명이 옳지 않다.
Cl 리간드 4개가 -4이고 착이온 전하가 -2이므로 중심 이온의 산화수는 +2이고, 원자 번호 25인 Mn의 Mn²⁺는 3d⁵다. 정사면체 갈라짐  $\Delta_t$ 는 짝지음 에너지보다 늘 작아 언제나 높은 스핀이므로 홀전자는 5개다.
정사면체장에서는 팔면체와 순서가 뒤집혀  $t_2(d_{xy},\,d_{yz},\,d_{xz})$ 가 위,  $e(d_{z^2},\,d_{x^2-y^2})$ 가 아래에 놓인다. 그래서  $3d_{xy}$ 의 에너지가  $3d_{z^2}$ 보다 높고, 가상의 정육면체에서 e 오비탈인  $3d_{z^2}$ · $3d_{x^2-y^2}$ 는 면심 방향, t₂ 오비탈은 모서리 중점 방향을 향한다.
실제로 계산하면  $\mathrm{CFSE}=2\times(-0.6\Delta_t)+3\times(+0.4\Delta_t)=0$ 이다.

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