88. Which of the following species obeys the 18-electron rule?
(A) (η⁵-C₅H₅)₂Fe
(B) (η⁵-C₅H₅)₂Co
(C) (η⁵-C₅H₅)₂Ni
(D) [(η⁵-C₅H₅)₂Ni]⁺
(E) [(η⁵-C₅H₅)₂Fe]⁺

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統計： A(1), B(0), C(0), D(0), E(0) #3853603

詳解 (共 1 筆)

#7329466

同樣類型題目 請參考112中國醫69cc938c193f9.jpg「18電子律」的經典送分題—— 核心公式

總電子數 = 金屬價電子數 + 配體提供電子數 - 電荷數 (陽離子減，陰離子加)

 

第一步：找出金屬的價電子 (dns2)

在週期表上，這幾個元素是常客，建議記住它們的價電子數：

  • Cr / Mo / W：第 6 族 （4s1 3d5 )→ 6 個電子

  • Mn / Re：第 7 族 (4s2 3d5) → 7 個電子

  • Fe / Ru / Os：第 8 族 (4s2 3d6) → 8 個電子

  • Co / Rh / Ir：第 9 族 (4s2 3d7) → 9 個電子

  • Ni / Pd / Pt：第 10 族 (4s2 3d8) → 10 個電子

第二步：判斷配體 (ηx)

題目中的 η5−C5​H5​ (茂環) 的 η5 代表有 5 個碳原子與金屬結合。

  • η5−C5​H5​：提供 5 個電子。

 

第三步：逐一拆解選項

選項 計算過程 (金屬 + 配體 × 數量 - 電荷) 總電子數 結論
(A) (Cp)2​Fe 8+(5×2)−0 18 符合
(B) (Cp)2​Co 9+(5×2)−0 19 超出 (不穩定)
(C) (Cp)2​Ni 10+(5×2)−0 20 超出 (不穩定)
(D) [(Cp)2​Ni]+ 10+(5×2)−1 19 超出
(E) [(Cp)2​Fe]+ 8+(5×2)−1 17 不足
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正確答案為 (A)。

 

快速解題技巧 (Mental Check)

  1. 鎖定 18：二茂鐵 (Cp)2​Fe 是有機金屬教科書的開山鼻祖，它是 18 電子的模範生。

  2. 族系推導：

    • Fe 是 18 電子。

    • Co 在 Fe 右邊一格（多 1 電子），所以 (Cp)2​Co 是 19。

    • Ni 在 Fe 右邊兩格（多 2 電子），所以 (Cp)2​Ni 是 20。

  3. 電荷影響：帶正電就是少一個電子。例如 [(Cp)2​Fe]+（二茂鐵陽離子）就是 18−1=17 電子，這在電化學中很常見，但它就不符合 18 電子律了。

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