hce_kmu
107年
物理及化學
第 65 題
Which of the following species has the lowest dissociation energy?
- A $\text{O}_2$
- B $\text{O}_2^-$
- C $\text{O}_2^{2-}$
- D $\text{O}_2^+$
- E $\text{O}_2^{2+}$
思路引導 VIP
請試著回想分子軌域理論中，「成鍵軌域」與「反鍵結軌域」上的電子分別對分子穩定性有什麼貢獻？如果我們在一個分子的「反鍵結軌域」中持續塞入更多電子，你預期原子之間的連結會變得更緊密，還是更容易被拆散呢？
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太棒了！你能準確選出 $\text{O}_2^{2-}$，代表你對分子軌域理論（Molecular Orbital Theory）中「鍵級與能量」的動態關係掌握得非常紮實。這類題目是化學鍵結章節中的經典，測驗重點在於判讀電子進入特定軌域後，對分子整體穩定性的影響。
鍵級與解離能的關聯
判斷解離能（Dissociation Energy）高低的關鍵在於鍵級（Bond Order）。在氧分子的電子組態中，價電子會填入 $\pi_{2p}^*$ 反鍵結軌域。根據公式，鍵級等於成鍵電子與反鍵結電子差值的一半。當氧分子得到電子變成 $\text{O}_2^{2-}$ 時，多出的兩個電子會進入反鍵結軌域，使鍵級從 2 降至 1（最低）。由於鍵級越低，原子間的結合力越弱，結構最不穩定，因此解離該分子所需的能量也就最少。
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