moea_joint
103年
[化學] 普通化學、無機化學
第 15 題
氨分子的點群 (point group) 為何？
- A $C_{3V}$
- B $C_{3d}$
- C Td
- D $C_3$
思路引導 VIP
請先想像這個分子的空間形狀：它是一個平面的三角形，還是像一個有頂點的三角錐呢？在確定形狀後，試著找出一條旋轉軸，讓分子旋轉後看起來與原貌完全相同，這條軸是幾階的？接著，再觀察看看是否有任何鏡面可以將分子平分，而這些鏡面與旋轉軸的相對位置關係又是如何呢？
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恭喜你準確地判斷出正確答案！這代表你對分子的立體空間構型以及對稱元素的辨識已經有很紮實的基礎。
氨分子的對稱特徵分析
氨分子 ($NH_3$) 根據 VSEPR 理論，中心氮原子帶有一對孤對電子，因此其幾何形狀為三角錐型（Trigonal pyramidal）。在分析點群時，我們可以觀察到一條穿過氮原子並垂直於三個氫原子平面的 $C_3$ 主要旋轉軸。此外，由於它並非平面分子，因此不具備水平鏡面 ($\sigma_h$)；然而，它擁有三個通過 $N-H$ 鍵並包含 $C_3$ 軸的垂直鏡面 ($\sigma_v$)。具備 $E$、$C_3$ 以及 $3$ 個 $\sigma_v$ 的組合，正是 $C_{3v}$ 點群的定義特徵。
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氨分子的點群判定
💡 依分子幾何形狀與對稱元素（軸、面）歸類點群。
- 氨分子 (NH3) 為三角錐形結構
- 具有一條主軸 C3 旋轉軸
- 具三個通過主軸的垂直鏡面 (3σv)
- 不具反轉中心 (i) 與水平鏡面 (σh)
