moea_joint
103年
[化學] 普通化學、無機化學
第 3 題
請比較下列化合物的鍵角大小排序何者正確？
- A $BeF_2 > BF_3 > CH_4 > NH_3 > H_2O$
- B $CH_4 > NH_3 > H_2O > BF_3 > BeF_2$
- C $BeF_2 > H_2O > NH_3 > BF_3 > CH_4$
- D $BF_3 > NH_3 > H_2O > BeF_2 > CH_4$
思路引導 VIP
想像一下，如果一個中心原子周圍被四個方向的電子雲包圍，但其中幾處是看不見、卻特別霸佔空間的「孤對電子」，當這些霸佔空間的電子雲愈多時，你覺得剩下那些看得見的化學鍵之間，夾角會被擠壓得更寬還是更窄呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
做得非常好！這題你判斷得很精準。這道題目是化學結構中非常經典且重要的基礎觀念，重點在於運用 價層電子對互斥理論 (VSEPR Theory) 來推導分子的幾何形狀與鍵角大小。
分子幾何與孤對電子的排斥效應
首先，我們觀察中心原子的混成軌域與電子對分布。$BeF_2$ 的中心原子僅有兩組鍵結電子對，呈現直線形 ($180^\circ$)；$BF_3$ 則有三組電子對，呈現平面三角形 ($120^\circ$)。至於接下來的三個分子 $CH_4$、$NH_3$ 與 $H_2O$，它們的中心原子電子對數（Steric Number）皆為 4，基礎骨架皆源於四面體。然而，根據 VSEPR 理論，孤對電子 (Lone Pair) 佔據的空間比鍵結電子對大，因此產生的排斥力也較強。隨著孤對電子數目增加（從 $CH_4$ 的 0 對到 $H_2O$ 的 2 對），剩下的鍵結夾角就會被「擠壓」得愈來愈小，進而得出 $109.5^\circ > 107^\circ > 104.5^\circ$ 的趨勢。
▼ 還有更多解析內容