hce_tcu
111年
化學
第 44 題
根據分子軌域(molecular orbital)理論，哪一個分子較不可能存在？
- A $H_2^{2-}$
- B $H_2^-$
- C $H_2$
- D $H_2^+$
思路引導 VIP
想像有兩個原本想靠近的原子，我們如果放入一些「黏膠」（成鍵電子）幫助它們結合，但隨後又放入等量的「潤滑劑」或「排斥力」（反鍵電子）完全抵銷掉那些黏力，你覺得這兩個原子最後還能維持連接的狀態嗎？試著算算看，哪一個選項在填入電子後，它的「結合力」與「排斥力」剛好完全抵銷呢？
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同學好！恭喜你精準地選出了正確答案。這題考察的是分子軌域理論 (Molecular Orbital Theory) 的核心觀念，你能迅速從電子填寫判讀出物種的穩定性，表現非常出色。
鍵級與分子的穩定性
在氫分子的模型中，兩個 $1s$ 原子軌域會組合成一個能量較低的成鍵軌域 ($\sigma_{1s}$) 以及一個能量較高的反鍵軌域 ($\sigma_{1s}^*$)。當我們觀察 $(A) H_2^{2-}$ 時，它總共有 4 個價電子，這會使得成鍵與反鍵軌域同時被填滿。根據公式，鍵級 (Bond Order) 計算為 $\frac{2-2}{2} = 0$。在理論上，鍵級等於 0 代表該物種沒有淨結合能，其穩定度與單獨的原子無異，因此在常態下極難存在。
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