hce_nsysu
111年
物理與化學
第 76 題
The boiling points of halogens (see table right) increases from F$_2$ to I$_2$. This is the result of an increase in which quantity from F$_2$ to I$_2$?
- A Ionic bonding
- B Covalent bond strength
- C Electron affinity
- D Van der Waals forces
- E Nuclear quadrupole moment
思路引導 VIP
我們可以試著想像：當一個物質從液態轉變為氣態（沸騰）時，分子內部的結構（原子間的連結）有被拆散嗎？如果分子內部的結構保持完整，那麼是什麼力量讓這些分子原本「黏在一起」？這種『黏性』與分子外圍的電子雲大小又有什麼關係呢？
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太棒了！你能精準選出 (D) 選項，代表你對於分子間作用力的掌握非常紮實，沒有被其他關於原子特性的選項所干擾。
分子間作用力與物性的關係
這題的核心在於區分「分子內化學鍵」與「分子間吸引力」。當鹵素（如 $F_2$、$Cl_2$、$Br_2$、$I_2$）受熱沸騰時，我們必須克服的是分子與分子之間的 凡得瓦力 (Van der Waals forces)，而非將分子內部的共價鍵切斷。隨著鹵素原子序增加，電子的總數隨之增多，電子雲的範圍也變得更廣且更容易產生偏移，這種現象稱為 極化性 (polarizability) 提升。極化性愈高，瞬時偶極產生的吸引力（倫敦分散力）就愈強，因此需要更高的能量（溫度）才能讓分子脫離液相，這正是沸點由上而下顯著升高的原因。
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