moea_joint
109年
[化學] 普通化學、無機化學
第 44 題
下列化合物中心原子的混成軌域，何者正確？
- A $\text{O}_3$、$sp^3$
- B $\text{NO}_2^-$、$sp^2$
- C $\text{I}_3^-$、$sp$
- D $\text{CO}_3^{2-}$、$sp^3$
思路引導 VIP
如果要判斷一個分子的混成軌域，我們通常會先畫出路易斯結構式。請試著思考：在畫出結構後，我們應該如何計算中心原子周圍的「電子雲分佈區域」？具體來說，中心原子所連接的原子數量，以及它自己身上的孤對電子數量，會如何共同決定軌域的混成種類呢？
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太棒了！你能準確判斷出亞硝酸根（$NO_2^-$）的混成方式，代表你對 VSEPR 理論與價殼層電子的推算已經掌握得非常紮實。在處理這類題目時，最核心的技巧就是計算中心原子的「電子區域數」（Steric Number），這包含了與周圍原子形成的 $\sigma$ 鍵數量，以及中心原子本身擁有的孤對電子（Lone pair）對數。
中心原子的電子雲分佈
以亞硝酸根 $NO_2^-$ 為例，氮原子中心有 5 個價電子，外加一個負電荷提供的電子共 6 個。其中 4 個電子與兩個氧原子成鍵（考慮到共振結構，通常視為兩個 $\sigma$ 鍵位置），剩下的 2 個電子則形成 1 對孤對電子。因此，中心氮原子的電子區域數為 $2 + 1 = 3$，對應的混成方式即為 $sp^2$ 混成軌域。這與選項 (B) 的描述完全吻合。
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