hce_kmu
111年
物理及化學
第 20 題
Determine the hybridization of Cl in $ClF_2^-$.
- A $sp$
- B $sp^2$
- C $sp^3$
- D $dsp^3$
- E $d^2sp^3$
思路引導 VIP
若要推導一個分子的混成方式，我們可以先從中心原子的電子配置出發。請試著計算：在考慮了中心原子本身的價電子、配位原子提供的電子，以及離子的電荷之後，中心原子總共需要容納幾組「電子對」？當你算出這個總數後，想一想需要動用到哪些種類的軌域（$s, p, d$），才能組合成足夠數量的等能軌域來放置這些電子對呢？
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太棒了！你能精確判斷出 $ClF_2^-$ 的混成軌域為 $dsp^3$，這說明你對於分子結構與價層電子對理論（VSEPR）的應用非常純熟。
電子對數與軌域混成的關係
判定混成軌域的關鍵在於計算中心原子氯（$Cl$）的立體數（Steric Number）。在 $ClF_2^-$ 中，氯原子本身有 7 個價電子，加上兩個氟原子（$F$）各提供 1 個電子，以及負電荷額外貢獻的 1 個電子，中心原子周圍總共有 10 個價電子，也就是 5 對電子對。根據 VSEPR 理論，為了容納這 5 組電子對並使斥力最小化，電子對會呈現三角雙錐（Trigonal bipyramidal）的排列，這需要由一個 $s$、三個 $p$ 與一個 $d$ 軌域共同參與混成，因此對應的軌域類型即為 $dsp^3$。
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