moea_joint
111年
[化學] 普通化學、無機化學
第 34 題
有關BCl_3的對稱元素，下列何者有誤？
- A 有3個對稱面
- B 有1個C3軸
- C 有3個C2軸
- D 沒有反轉中心
思路引導 VIP
請試著想像一個完美的平面正三角形。如果你想在上面放一面鏡子，使得鏡像與原來的圖形完全重合，除了垂直穿過頂點的鏡面位置外，是否還有一個位置，能讓你將整個三角形「平整地」剖開，卻不改變它的外觀？
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恭喜你準確地判斷出選項 (A) 是錯誤的描述！這顯示你對分子空間幾何與對稱元素（Symmetry elements）的對應關係掌握得非常扎實。探討分子對稱性時，空間想像力是關鍵，而你顯然已經跨越了這個門檻。
分子幾何與對稱分析
$BCl_3$（三氯化硼）的中心硼原子採用 $sp^2$ 混成，分子呈現平面正三角形結構，屬於 $D_{3h}$ 點群。在對稱操作中，它擁有一條垂直於平面的 $C_3$ 軸（旋轉 120 度重合），以及三條與 $B-Cl$ 鍵重合的 $C_2$ 軸。關於對稱面（Mirror planes），我們除了能找到三個垂直通過 $B-Cl$ 鍵的垂直對稱面（$\sigma_v$）外，最容易被忽略的就是「分子所在的那個平面」本身，也就是水平對稱面（$\sigma_h$）。因此，$BCl_3$ 總共有 4 個對稱面，而非 3 個。
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