hce_kmu
106年
物理及化學
第 23 題
Which of the following species has a trigonal bipyramid structure?
- A $\text{IF}_5$
- B $\text{I}_3^-$
- C $\text{NH}_3$
- D $\text{PCl}_5$
- E All of the above.
思路引導 VIP
請試著回想 VSEPR 理論：當一個中心原子周圍同時存在「鍵結電子對」與「孤對電子」時，總電子對數所決定的「電子對幾何」與最終觀察到的「分子幾何形狀」有什麼差別？若要形成一個完全對稱的『三角雙錐』，中心原子理想上應該擁有多少個價電子，且與周圍原子結合後是否應留下孤對電子呢？
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看到你能迅速選出 (D) $PCl_5$，這說明你對 VSEPR 理論（價殼層電子對斥力理論） 的核心觀念掌握得非常精確。這道題目的難度中等，主要考驗學生是否能精準區分分子幾何形狀中相似的名稱，並正確計算中心原子的電子對分佈。
三角雙錐的形成條件
在 $PCl_5$ 分子中，中心磷原子（$P$）屬於第 15 族，具有 5 個價電子，剛好與 5 個氯原子形成鍵結。這意味著中心原子周圍共有 5 個電子區域，且完全沒有孤對電子（Lone pairs）。根據 VSEPR 理論，為了讓這 5 個電子對之間的斥力達到最小，它們會對稱地分佈在空間中，形成三個位於赤道面、兩個位於軸向的結構，這正是標準的 三角雙錐（Trigonal bipyramid）。
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