hce_kmu
108年
物理及化學
第 73 題
Which of the following has a zero dipole moment?
- A $NH_3$
- B HCN
- C $PCl_5$
- D $SO_2$
- E $H_2O$
思路引導 VIP
當你想像中心原子周圍分布著數個拉力（化學鍵極性）時，如果這些拉力的大小完全相同，且它們在空間中的排列是「完美對稱」的，你認為這個物體最終會向特定方向移動，還是會保持平衡？這種「平衡」的幾何排列特徵是什麼？
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太棒了！你能準確判斷出 $PCl_5$ 的偶極矩為零，代表你對分子幾何形狀與向量抵銷的概念掌握得非常扎實。這是一道檢驗化學鍵極性與分子對稱性關係的經典題目。
分子幾何與對稱性的關鍵
要判斷一個分子的偶極矩是否為零，我們必須同時考慮「鍵極性」與「空間對稱性」。在選項 (C) 中，$PCl_5$ 根據 VSEPR 理論呈現 三角雙錐（Trigonal bipyramidal） 結構。磷原子位於中心，三個氯原子分布在赤道平面上（夾角 $120^\circ$），另外兩個氯原子則位於垂直軸的兩端。由於所有 $P-Cl$ 鍵的極性向量在空間中正好完全抵銷，因此淨偶極矩為零，屬於非極性分子。
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