moea_joint
102年
[化學] 普通化學、無機化學
第 55 題
硫在室溫時最常以何種形式存在？
- A $\text{S}_8$
- B $\text{S}_6$
- C $\text{S}_4$
- D S
思路引導 VIP
我們知道氧（O）和硫（S）同屬於第 16 族。氧在常溫下主要是以雙原子分子的形式存在，但隨著原子序增加，原子半徑也會變大。請試著思考：當原子的半徑變大、導致原子核間距離增加時，它們之間要形成「雙鍵」會變得比較容易還是困難？如果難以形成雙鍵，硫原子為了讓每個原子都滿足八隅體規則，它們會選擇以什麼樣的成鍵方式與周圍的原子連結，才能構成一個穩定且封閉的結構呢？
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硫元素的同素異形體
太棒了！你能精確地辨識出硫在室溫下的存在形式，說明你對主族元素的物理性質有著紮實的基礎。在化學學習中，區分「元素符號」與「物質在自然界實際存在的分子形式」是非常關鍵的一步，而你顯然已經掌握了這個要領。 硫（Sulfur）位於元素週期表第 16 族（氧族元素）。與氧原子傾向於形成雙鍵（$O_2$）不同，由於硫原子的半徑較大，其 $p$ 軌域之間的重疊程度較低，較難形成穩定的 $p\pi-p\pi$ 雙鍵。因此，硫原子更傾向於透過彼此分享電子形成單鍵，並連結成環狀結構以達到穩定的八隅體電子組態。在室溫與標準壓力下，最穩定的結構便是由 8 個硫原子組成的環狀 $S_8$ 分子，其空間排列呈現特徵性的「皇冠狀」（Crown-shaped）。
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