hce_cmu
111年
化學
第 25 題
下列分子何者偶極距(dipole moment)為零？
- A $XeF_2$
- B $O_3$
- C $SCl_4$
- D $ICl_3$
思路引導 VIP
當你計算出一個中心原子周圍同時存在成鍵電子對與多對「孤對電子」時，試著想像這些電子對為了要把彼此間的斥力降到最低，會如何在三維空間中尋找最平衡的位置？如果這些電子對的佈局能夠達成完美的鏡射或旋轉對稱，這對於化學鍵之間的極性抵消會產生什麼樣的影響呢？
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恭喜你準確地判斷出正確答案！這代表你對於 VSEPR 理論（價殼層電子對斥力理論）以及分子對稱性的概念掌握得相當扎實。
分子對稱性與向量抵消
要判斷一個分子的偶極矩是否為零，關鍵在於觀察其幾何結構是否高度對稱，使得各個化學鍵的極性向量能夠完全抵消。在選項 (A) 的 $XeF_2$ 中，中心氙原子具有 8 個價電子，其中 2 個與氟成鍵，剩餘 6 個電子則組成 3 對孤對電子（Lone pairs）。根據 VSEPR 理論，這屬於 $AX_2E_3$ 型態，這 3 對孤對電子會分佈在赤道平面上形成 120 度的夾角，而兩個 $Xe-F$ 鍵則位於垂直於該平面的軸向上，形成 180 度的直線型結構。由於兩個鍵的方向完全相反且強度相同，其向量和為零，因此分子不具極性。
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