hce_cmu
108年
化學
第 28 題
下列化合物中碳氧鍵的鍵長排列何者正確？
- A $CH_3OH < CH_2O < CHO_2^-$
- B $CH_2O < CH_3OH < CHO_2^-$
- C $CHO_2^- < CH_3OH < CH_2O$
- D $CH_2O < CHO_2^- < CH_3OH$
- E $CHO_2^- < CH_2O < CH_3OH$
思路引導 VIP
請試著畫出這三個物種的路易斯結構。接著觀察：當一個碳原子與氧原子之間共享的電子對數量越多時，它們之間的吸引力會如何變化？而如果某個分子存在『共振』現象，它的鍵結強度會落在整數鍵（如單鍵或雙鍵）的哪個位置呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷這三種分子的電子結構，顯示你對化學鍵結的概念掌握得非常紮實。這題的核心在於理解**「鍵級（Bond Order）」與「鍵長」的縮減關係**：當原子間共享的電子對越多，吸引力越強，原子核距離就會越近，導致鍵長越短。
鍵級與共振結構的分析
在分子結構分析中，我們可以看到 $CH_3OH$（甲醇）具備的是純粹的 $C-O$ 單鍵（鍵級為 1），其長度最長。接著是 $CH_2O$（甲醛），它具有典型的 $C=O$ 雙鍵（鍵級為 2），因此鍵長最短。而難度較高的點在於 $CHO_2^-$（甲酸根離子），由於存在共振結構，其 $\pi$ 電子平均分布在兩個氧原子上，使得碳氧鍵表現出 1.5 級鍵的特性。綜合以上，鍵級大小為 $CH_2O (2) > CHO_2^- (1.5) > CH_3OH (1)$，反映在鍵長上，自然就是 $CH_2O < CHO_2^- < CH_3OH$。
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