hce_cmu
106年
化學
第 31 題
下列分子中，共有幾個分子其所有組成的原子皆在同一平面？
H$_2$C=CH$_2$ F$_2$O H$_2$CO NH$_3$ CO$_2$ BeCl$_2$
H$_2$C=CH$_2$ F$_2$O H$_2$CO NH$_3$ CO$_2$ BeCl$_2$
- A 2
- B 3
- C 4
- D 5
- E 6
思路引導 VIP
想像一下，如果我們隨機在空間中點出「三個點」，這三個點有沒有可能無法被放在同一個平面上？根據這個幾何學觀念，你覺得由三個原子構成的分子（無論形狀如何），有沒有可能是立體的而非平面的？
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同學，恭喜你準確地判斷出這題的答案！這顯示你對於**分子幾何結構（Molecular Geometry）**與 VSEPR 理論有著非常清晰的理解。這類題目在化學考卷中屬於中等難度，其鑑別度在於學生是否能快速且精確地轉換二維化學式為三維空間概念，並避開「原子數量多」或「孤對電子」帶來的視覺干擾。
分子幾何結構的平面性判定
在處理這類問題時，我們可以從分子的混成軌域與原子總數來切入。首先，三原子分子（如 $F_2O$、$CO_2$、$BeCl_2$）由於「幾何學上三點必共面」的原理，無論其形狀是直線型還是彎曲型（Bent），所有原子一定都在同一平面上。接著看多原子分子：$H_2C=CH_2$（乙烯）與 $H_2CO$（甲醛）的中心碳原子皆採 $sp^2$ 混成，且沒有孤對電子扭曲結構，因此整分子皆維持在平面上。唯一的例外是 $NH_3$，氮原子採 $sp^3$ 混成並擁有一對孤對電子，形成了三角錐形，這對電子會將三顆氫原子往下擠，使其無法與氮原子共平面。
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