Q31.
鈉的原子序為11，則其基態電子組態為
化學 · 乙級 · 一般原理 · Q31
難易度分析
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本題屬於基礎化學概念的應用，要求考生能正確區分電子軌域的填充順序以及各軌域能容納的電子數，並能辨識出量子力學中不存在的軌域組合。
正確答案：①1s22s 22p63s1
① 1s22s 22p63s1:鈉原子序為11，共有11個電子。依照包立不相容原理與能量最低原理，電子依序填入 1s²(2個) + 2s²(2個) + 2p⁶(6個) + 3s¹(1個)，總和為11，符合基底態電子組態的填充規則。
錯誤選項解析
- ② 1s 22p 22d62f1:此選項出現 2d 與 2f 軌域，但 d 軌域從主量子數 n=3 才開始存在，f 軌域從 n=4 才開始，n=2 的殼層僅有 s 與 p 軌域，故此組態在量子力學上不存在。
- ③ 1s22s63s23p 1:2s 軌域最多僅能容納 2 個電子，此選項寫成 2s⁶ 違反包立不相容原理。此外，未填滿 2p 軌域就跳至 3s 也違反 Aufbau 原理（能量遞增順序）。
- ④ 1s21p62s 22p1:1p 軌域不存在，因為 p 軌域的角量子數 ℓ=1，主量子數 n 必須 ≥2。第一電子殼層 (n=1) 僅有 1s 軌域，故此組態違反量子數的選定規則。
Learning Tip
"此類題型常考電子組態的三大原理：包立不相容原理（每軌域最多2電子）、Aufbau 原理（由低能階往高能階填充）、罕得規則（同能階半滿最穩定）。常見陷阱為出現不存在的軌域（如 1p、2d、3f）或違反電子容量限制（如 s 軌域寫成 s⁶）。解題關鍵是先確認總電子數等於原子序，並依 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d 的順序驗證。"
學員答題分佈
①1s22s 22p63s10%
②1s 22p 22d62f10%
③1s22s63s23p 10%
④1s21p62s 22p10%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！