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國中教甄|理化理化113 年第 51 題單選題

以鋰金屬為負極材料的鈕扣型電池,具有小而輕、能量密度高以及放電穩定的優點。原因除鋰的原子量小且為密度最輕的固態金屬性質外,鋰原子的電子組態也是需要瞭解的環節。底下為鋰原子的一些電子組態: 甲: 乙: 丙: 丁: 下列哪一項依序為能量最高和最低的組態?

A丙和丁正確答案
B乙和丁
C丙和甲
D乙和甲 52 一密閉容器內含有疊氮酸(hydrogen azide, $\mathrm{HN}_3$ )與其解離後的氮三離子(azide ion, $\mathrm{N}_3^-$ )和氫離子。某生測量此容器內的N-N鍵長,得到三種數據,分別為113、116與125 pm。試問此氮三離子的N-N鍵長應為何?
答案與詳解
A
正確答案
鋰原子基態為1s²2s¹能量最低,而丙組態的電子皆分布於能階較高的2s與2p軌域,故能量最高。

逐選項解析

A丙和丁✓ 正確
丙的電子全在n=2殼層且包含兩個2p電子,能量最高;丁為基態,能量最低,完全符合題意。
B乙和丁✕ 錯誤
乙雖為激發態,但僅有一個電子在2p軌域,能量低於丙,故非最高。
C丙和甲✕ 錯誤
D乙和甲 52 一密閉容器內含有疊氮酸(hydrogen azide, $\mathrm{HN}_3$ )與其解離後的氮三離子(azide ion, $\mathrm{N}_3^-$ )和氫離子。某生測量此容器內的N-N鍵長,得到三種數據,分別為113、116與125 pm。試問此氮三離子的N-N鍵長應為何?✕ 錯誤

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