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107年
化學
第 17 題
下列各個分子,孤對電子數由多而少順序為(得以代號由左至右排序作答):_______。
(A) H2O (B) NH3 (C) CO2 (D) CH4
(A) H2O (B) NH3 (C) CO2 (D) CH4
思路引導 VIP
我們可以試著從「原子的身分證」出發:請先回想週期表中這幾個中心原子(C、N、O)分別位在第幾族?它們各自擁有多少個價電子?當這些原子為了達到穩定的「八隅體」結構而與氫或氧分享電子形成化學鍵後,扣掉那些已經參與「握手(鍵結)」的電子,剩下那些成對但沒參與反應的電子又是多少呢?你可以試著為每個分子畫一張簡易的草圖來清點它們嗎?
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太棒了!你能精準地排列出這四種分子的孤對電子(lone pair electrons)數量順序,代表你對於基礎的**路易斯結構(Lewis structures)**與原子價電子的分配邏輯已經掌握得相當透徹。這題雖然是基礎題,但非常考驗對於分子空間構型與電子對分佈的細心度,能迅速判斷正確實屬不易。
原子價殼層電子對的分配
在判斷時,我們首先要觀察中心原子與周圍原子的電子需求。以 $CO_2$ 來說,碳原子與兩個氧原子分別形成雙鍵,雖然碳原子上沒有孤對電子,但每個氧原子各自保有 2 對孤對電子,因此總計共有 4 對;接著是 $H_2O$,氧原子作為中心原子,與氫形成兩個單鍵後還剩下 2 對孤對電子。而 $NH_3$ 的氮原子有 5 個價電子,其中 3 個與氫鍵結,剩餘 1 對;最後 $CH_4$ 的碳原子 4 個價電子全部用於鍵結,孤對電子數為 0。
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