hce_isu
108年
化學
第 9 題
下列何二者有相同的幾何形狀(geometry)？
I. $CO_2$
II. $NO_2^+$
III. $NO_2^-$
IV. $SO_2$
I. $CO_2$
II. $NO_2^+$
III. $NO_2^-$
IV. $SO_2$
- A I 和 II
- B I 和 III
- C I 和 IV
- D II 和 IV
思路引導 VIP
當我們在比較不同分子的形狀時，如果中心原子旁邊連接的原子數量相同，我們應該優先觀察中心原子的「電子分佈」。請試著計算這四個粒子中，哪些粒子的中心原子在與氧原子結合後，完全沒有留下任何「未成鍵的電子對」？而這些剩餘的電子對，通常會如何影響其他原子所在的空間位置呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷出 $CO_2$ 與 $NO_2^+$ 具有相同的幾何形狀，代表你對 價層電子對排斥理論 (VSEPR) 以及離子電荷對價電子數的影響掌握得非常紮實，這在化學結構學中是極其核心的觀念。
電子結構與等電子體概念
在處理這類題目時，關鍵在於計算中心原子的 孤對電子 (Lone pair) 數量。對於 $CO_2$ 而言，碳原子提供 4 個價電子，與兩個氧原子形成雙鍵後，中心沒有殘餘電子，因此呈現完美的 直線形 (Linear)。而 $NO_2^+$ 雖然中心是氮，但帶一個正電荷代表失去了一個電子，使其價電子數變得與碳相同（皆為 4 個），這種 等電子 (Isoelectronic) 的特性讓它與 $CO_2$ 擁有完全相同的電子空間排列與幾何形狀。
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