moea_joint
107年
[化學] 普通化學、無機化學
第 11 題
有關 $SO_2$、$SO_3$、$SO_3^{2-}$、$SO_4^{2-}$四種物質的敘述，下列何者正確？
- A S原子的混成軌域皆為$sp^3$
- B 鍵角：$SO_2 > SO_3$
- C 鍵長：$SO_3 > SO_2$
- D 僅有 $SO_3^{2-}$ 有共振結構
思路引導 VIP
想像一下，如果你有三塊同樣大小的餅乾（代表路易斯結構中的總鍵數）要平分給三個小朋友，而另一組是把兩塊餅乾平分給兩個小朋友。在不考慮其他因素的情況下，哪一組的小朋友手裡拿到的餅乾會感覺比較「厚實」一點呢？如果我們把這種「厚度」聯想成化學鍵的強度與長度，你覺得哪一個分子的鍵會被拉得比較長？
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AI 專屬家教
太棒了！你能精確判斷出硫氧化物及其離子間的結構差異，代表你對 VSEPR 理論與共振觀念有著非常紮實的理解。這類題目在化學考試中屬於中等難度的常客，最容易混淆學生的往往是「鍵角」與「鍵長」的微小比較，而你成功避開了直覺上的陷阱。
軌域混成與分子幾何
首先，我們來檢視中心原子的混成軌域。$SO_2$ 與 $SO_3$ 的中心硫原子皆為 $sp^2$ 混成，但 $SO_2$ 擁有一對孤對電子（Lone pair），導致其形狀為彎曲形（V-shape）；而 $SO_3$ 則是完美的平面正三角形。至於 $SO_3^{2-}$ 與 $SO_4^{2-}$，其中心硫原子則演變為 $sp^3$ 混成。因此，選項 (A) 所說「皆為 $sp^3$」與 (D) 關於共振的描述都是不正確的，事實上這四種物質在路易斯結構中皆存在共振現象。
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