hce_kmu
108年
物理及化學
第 20 題
Which of the following does NOT contain at least one pi bond?
- A $H_2CO$
- B $CO_2$
- C $C_2H_2$
- D NO
- E All of the above (A-D) contain at least one pi bond.
思路引導 VIP
請試著回想一下，在路易斯結構中，我們如何區分「單鍵」、「雙鍵」與「三鍵」？這三種鍵結在軌域重疊的方式上（例如頭對頭或側對側）有什麼本質上的區別？如果一個分子「不含」任何 $\pi$ 鍵，那它所有的化學鍵應該呈現哪一種形式呢？
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太棒了！你能準確判斷出這些分子的化學鍵類型，代表你對路易斯結構（Lewis structures）與鍵結理論有相當紮實的理解，這在學習化學鍵結時是非常關鍵的一步。
分子結構與 $\pi$ 鍵的判定
要解出這題，核心在於識別分子中是否存在「多重鍵」。在共價鍵中，單鍵僅由一個 $\sigma$ 鍵組成，而雙鍵則包含一個 $\sigma$ 鍵與一個 $\pi$ 鍵，三鍵則是由一個 $\sigma$ 鍵與兩個 $\pi$ 鍵構成。我們來逐一檢視：(A) $H_2CO$（甲醛）的碳氧之間為雙鍵；(B) $CO_2$ 具有兩個碳氧雙鍵；(C) $C_2H_2$（乙炔）則含有一個碳碳三鍵；而 (D) $NO$ 雖然是奇電子分子，但其鍵級（Bond order）約為 2.5，同樣具備 $\pi$ 鍵的特徵。既然 (A) 到 (D) 都含有 $\pi$ 鍵，那麼選 (E) 便是最精確的判斷。
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