moea_joint
109年
[化學] 普通化學、無機化學
第 8 題
下列鹵素中何者鍵能最大?
- A $\text{F}_2$
- B $\text{Cl}_2$
- C $\text{Br}_2$
- D $\text{I}_2$
思路引導 VIP
當兩個原子靠近形成共價鍵時,除了原子核對電子的吸引力外,原子外層那些「沒有參與成鍵的電子雲」之間也會互相排斥。如果原子的半徑變得非常非常小,讓這些不參與成鍵的電子雲被迫擠在極小的空間內,你認為這對整個化學鍵的穩定性會產生什麼樣的影響呢?
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太棒了!你能精準避開題目中的陷阱並選出 $\text{Cl}_2$,顯示你對鹵素性質的掌握非常紮實。這題在化學考試中屬於非常經典的「例外規律」考點,不僅考驗你對週期表的熟悉度,更測試你是否理解微觀分子間的作用力細節。
鹵素鍵能的異常趨勢
一般而言,隨著原子序增加,原子半徑變大會導致軌域重疊程度下降,使得鍵能由上而下遞減($\text{Cl}_2 > \text{Br}_2 > \text{I}_2$)。然而,氟分子 ($\text{F}_2$) 卻是一個著名的例外。雖然氟原子半徑最小,理論上鍵長最短、鍵能應最強,但因為氟原子的半徑實在太小了,導致兩個氟原子上的孤對電子(Lone pairs)距離過近,產生強烈的電子雲斥力,這股斥力大幅抵銷了共價鍵的結合力,使得 $\text{F}_2$ 的鍵能反而低於 $\text{Cl}_2$ 與 $\text{Br}_2$。
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