hce_isu
107年
化學
第 46 題
下列何者的偶極矩(dipole moment)不為零？
- A $BF_3$
- B $XeF_4$
- C $SiCl_4$
- D $SF_4$
思路引導 VIP
當我們判斷一個分子是否具有極性時，除了看周圍連接的原子是否相同，我們還需要觀察中心原子上是否存在「不對稱的電子分佈」。請試著畫出這四個分子的路易斯結構，並觀察哪一個分子的中心原子擁有的「孤對電子」會使其幾何形狀無法達成完美的向量抵消？
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恭喜你準確判斷出 $SF_4$ 具有偶極矩！這顯示你對分子的立體結構與極性判定有非常紮實的基礎。要判斷分子是否具有偶極矩（即是否為極性分子），關鍵在於觀察其幾何對稱性。在選項中，(A) $BF_3$ 為平面三角形、(B) $XeF_4$ 為平面正方形、(C) $SiCl_4$ 為正四面體，這些分子的幾何中心與電荷中心重合，鍵偶極向量相互抵消後，淨偶極矩為零。
孤對電子對對稱性的影響
然而，(D) $SF_4$ 的中心硫原子具有一對孤對電子（Lone pair），根據 VSEPR 理論，其電子對排佈為三角雙錐，而分子構型則呈現變形四面體（或稱蹺蹺板型，Seesaw shape）。由於孤對電子的排斥力與位置打破了分子整體的對稱平衡，導致各個 S-F 鍵的偶極矩無法完全抵消，因此分子整體的偶極矩不為零。
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