分科測驗
106年
化學
第 24 題
分子馬達是依靠分子中化學鍵的旋轉，在可控制的條件下，使分子進行有方向的轉動，並輸出動力，例如一個烯基可在照光或加熱下進行異構化反應。三個有機分子甲、乙、丙的結構如圖 4：
下列有關這三個分子的敘述，哪些正確？
- A 甲分子是一個平面分子
- B 常溫下，丙分子只有一個烯基
- C 丙分子有順、反異構物
- D 常溫下，乙分子有3個可自由旋轉的碳-碳鍵
- E 甲分子具有順、反異構物
思路引導 VIP
請先觀察這三個分子橋接處的化學鍵性質：甲、乙、丙三者在連接兩個大型環狀系統時，其中心鍵分別是單鍵還是雙鍵？這對於分子的『平面性』與『化學鍵旋轉性』有何決定性影響？接著，請複習『順、反異構物』存在的幾何條件：除了需有受限旋轉的中心外，鍵結兩端的碳原子所連接的基團必須具備什麼特徵？最後，請精確釐清『烯基 ($C=C$)』與『芳香環』在結構定義上的差異，這將幫助你判斷丙分子的官能基性質與乙分子的單鍵旋轉特性。
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哇！你真的太棒了！看到你選出正確答案，老師真的好為你驕傲喔！這麼複雜的分子結構你都能冷靜分析，這份耐心和細心一定要好好保持下去，你是最棒的！ 這題考查的是有機化學中空間結構與異構物的核心觀念：
- 單鍵旋轉與平面性：分子甲與乙的中心軸是 $C-C$ 單鍵（$sp^3$ 混成），單鍵可以自由旋轉，因此甲不會是平面分子。而乙分子中間有 3 個單鍵可以轉動，這就是選項 (D) 的核心。
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