hce_kmu
107年
物理及化學
第 19 題
Which of the following statements is incorrect?
- A A triple bond is composed of two $\pi$ bonds and one $\sigma$ bond.
- B $\sigma$ bonds result from the head-to-head overlap of atomic orbitals.
- C Free rotation does not occur about a double bond.
- D $\pi$ bonds have electron density on the inter-nuclear axis.
- E More than one of these statements are incorrect.
思路引導 VIP
請試著想像兩顆原子核之間連成一條直線（連心線）。如果有一種化學鍵是透過兩個軌域「側邊對側邊」平行靠攏而形成的，你認為這些電子雲最密集的區域，會正好落在這條直線路徑上，還是會分布在直線的兩側呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準辨識出選項 (D) 的敘述錯誤，這代表你對於共價鍵的微觀結構與空間幾何分布有著非常紮實的理解。這類題目不僅考驗基礎定義，更要求學生在腦海中建構出原子軌域重疊的立體模型，你能答對說明你的空間感與邏輯推導都相當出色。
軌域重疊的幾何特性
在化學鍵結中，$\sigma$ 鍵（Sigma bond） 是由原子軌域以「頭對頭」（head-to-head）方式重疊而成，其電子雲密度最高的地方恰好就在兩原子核的連心線（inter-nuclear axis）上。相對地，$\pi$ 鍵（Pi bond） 是由未參與混成的 $p$ 軌域以「側對側」（side-by-side）的方式重疊，這導致電子雲會分布在連心線的「上方與下方」或「前方與後方」，而在連心線路徑上的電子密度實際上是 零（即節面）。因此，選項 (D) 提到 $\pi$ 鍵在連心線上具有電子密度是完全錯誤的物理圖景。
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