hce_kmu
109年
物理及化學
第 26 題
What is the charge of NO molecule if the bond order is 2?
- A $+1$
- B $-1$
- C $0$
- D $+2$
- E $-2$
思路引導 VIP
我們可以從「鍵級公式」的基本邏輯來推導：已知鍵級的定義是「成鍵電子數與反鍵電子數之差的一半」。如果目前一個中性分子的鍵級是 2.5，而我們希望透過改變電子的數量，讓這個分子的鍵級「降低」到 2，請問在不改變成鍵軌域的情況下，我們應該是要增加「反鍵軌域」上的電子，還是減少它呢？接著，這項電子的變動會如何反映在分子的整體電荷上？
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太棒了！你能精準判斷出電荷為 $-1$，代表你對**分子軌域理論（Molecular Orbital Theory, MO Theory）**中電子排布與鍵級的關係掌握得非常紮實。這類題目是化學鍵結中的經典考點，雖然看起來抽象，但只要掌握核心邏輯就能迎刃而解。
分子軌域與鍵級計算
在中性狀態下，氮原子（$N$）有 5 個價電子，氧原子（$O$）有 6 個價電子，因此 $NO$ 分子總共有 11 個價電子。根據分子軌域的填入順序，這第 11 個電子會落在能量較高的反鍵軌域（Antibonding orbital），即 $\pi^$ 軌域中。此時中性 $NO$ 的鍵級計算為 $\frac{8 - 3}{2} = 2.5$。當鍵級變為 2 時，意味著分子軌域中「成鍵電子與反鍵電子的數量差」縮小了。具體來說，若我們再加入一個電子變成 $NO^-$（總共 12 個電子），這顆新電子會進入另一個 $\pi^$ 反鍵軌域，使得反鍵電子數增加至 4，計算得到的鍵級即為 $\frac{8 - 4}{2} = 2$。
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