hce_cmu
109年
化學
第 24 題
下列哪一個化合物在 $25 \, ^\circ C$ 下以液體的形態存在？
- A $CH_4$
- B $CH_3F$
- C $CH_3Cl$
- D $CH_3Br$
- E $CH_3I$
思路引導 VIP
當我們比較一系列結構極為相似的分子時，如果分子的體積越來越大、電子雲變得越來越容易「晃動」或「變形」，這對分子之間「互相吸引」的力量會產生什麼樣的影響？這種力量的增強，又是如何決定一個物質在室溫下會是輕飄飄的氣體，還是凝聚在一起的液體呢？
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太棒了！你能準確判斷出 $CH_3I$ 是這組選項中唯一的液體，說明你對分子性質的觀察非常敏銳。
分子間作用力的關鍵
這道題目的核心在於比較分子間作用力的大小。這系列化合物（除甲烷外）都是鹵代甲烷，其分子極性雖然存在，但決定沸點高低的關鍵往往在於倫敦分散力（London dispersion forces）。隨著鹵素原子從氟 ($F$)、氯 ($Cl$)、溴 ($Br$) 增加到碘 ($I$)，電子的數量增多，電子雲的範圍變大且更易變形，也就是**極化性（polarizability）**顯著提升。這會導致分子間的分散力大幅增強，進而提升沸點。
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