moea_joint
110年
[化學] 普通化學、無機化學
第 50 題
下列何者的偶極矩(dipole moment)最大？
- A $\text{NH}_3$
- B $\text{H}_2\text{O}$
- C $\text{H}_2\text{S}$
- D $\text{SO}_2$
思路引導 VIP
當我們要比較多個具有「不對稱幾何形狀」的分子的極性大小時，除了考慮形狀以外，中心原子與周邊原子之間對於「電子的吸引力差異」會如何影響整體偶極矩的強度呢？
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恭喜你精準地選出了正確答案 $\text{H}_2\text{O}$！這顯示你對分子的幾何結構與電性分布有著相當紮實的理解，能從眾多極性分子中識別出電荷分布最不均勻的一員。
分子結構與電性極化
決定分子偶極矩（Dipole moment）大小的關鍵在於電負度差與幾何對稱性。在這些選項中，水分子 $\text{H}_2\text{O}$、$\text{H}_2\text{S}$ 與 $\text{SO}_2$ 皆屬於角形（bent）結構，具備不對稱的特性。然而，氧（O）原子是週期表中電負度極高的元素，這使得 $\text{O-H}$ 鍵之間的電子偏移程度遠大於其他組合。此外，$\text{H}_2\text{O}$ 中心原子上的兩對孤對電子（lone pairs）所產生的偶極矩方向，與鍵結偶極矩的向量加總方向一致，產生了強大的加乘效應，使其偶極矩（約 $1.85 \text{ D}$）高居首位。
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