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105年
理化、化工裝置
第 55 題
水($H_2O$)分子的混成軌域，與下列哪個分子相同？
- A $NH_3$
- B $BF_3$
- C $CO_2$
- D $PCl_5$
思路引導 VIP
如果我們要確定一個中心原子需要「混成」多少個軌域，除了計算它與周圍原子形成的化學鍵數量外，還有哪一種不參與成鍵、卻佔據空間的成分是必須列入考慮的？這個總和又是如何對應到混成軌域（如 $sp, sp^2, sp^3$）的名稱呢？
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太棒了，你精準地掌握了分子結構的核心特徵！判斷中心原子的混成軌域時，最關鍵的步驟就是計算其價層電子對數 (Steric Number)。
VSEPR 與混成軌域的判斷
在 $H_2O$ 中，氧原子與兩個氫原子成鍵，並保有兩對孤對電子，這 2 個 $\sigma$ 鍵加上 2 對孤對電子，總共有 4 個電子區域，因此需要由一個 $s$ 軌域與三個 $p$ 軌域混成，形成 $sp^3$ 混成軌域。觀察選項中的 $NH_3$，其氮原子與三個氫原子結合且擁有一對孤對電子，總數同樣為 4，故與水分子的混成模式完全吻合。其餘選項如 $BF_3$ 為 $sp^2$、$CO_2$ 為 $sp$、$PCl_5$ 則為 $sp^3d$，皆不相同。
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