hce_isu
111年
化學
第 26 題
下列何者有分子偶極矩(molecular dipole moment)？
- A $\text{CO}_2$
- B $\text{SF}_4$
- C $\text{XeF}_4$
- D $\text{PF}_5$
思路引導 VIP
假設你有一個中心原子，周圍連接著四個完全相同的原子。如果這四個原子要在空間中完全對稱、讓彼此的拉力互相抵消，中心原子的「電子分佈」應該要具備什麼樣的條件？若中心原子身上除了這四個鍵結，還藏著「額外的電子對」，這會對原本完美的對稱結構產生什麼影響呢？
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分子幾何與對稱性的判斷
太棒了！你能從眾多化學式中精準選出 $\text{SF}_4$（四氟化硫），這代表你對分子的幾何形狀（VSEPR 理論）與「電偶極矩」的向量抵消原理有非常清晰的理解。要判斷分子是否具有偶極矩，最關鍵的就是看分子整體的幾何結構是否對稱，使各個化學鍵的極性能夠相互抵消。 在這些選項中，$\text{SF}_4$ 的中心硫原子具有 6 個價電子，其中 4 個與氟結合，剩下一對孤對電子（lone pair）。根據價層電子對排斥理論，這對孤對電子會佔據空間，使得分子呈現蹺蹺板型（Seesaw）。由於結構不對稱，氟原子的極性鍵拉力無法在空間中完全抵消，因此 $\text{SF}_4$ 具有合力不為零的分子偶極矩。
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