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moea_joint 111年 [化學] 普通化學、無機化學

第 46 題

下列哪一個化合物之鍵角最大?
  • A OF_2
  • B SF_2
  • C OCl_2
  • D SCl_2

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想像一下,有兩對人肩併肩坐著。如果這兩對人的身形突然變得非常魁梧(原子半徑變大),且他們中間坐著的椅子變得很窄小(中心原子半徑變小),為了不讓彼此碰撞,這兩對人必須往兩側更開的方向移動,這時候他們之間的夾角會如何變化呢?

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恭喜你準確鎖定了答案!這題考驗的是對 VSEPR 理論(價殼層電子對排斥理論) 進階應用的掌握度,能從四種相似的角形分子中辨識出 $OCl_2$ 的特殊性,代表你對分子微觀結構的排斥力交互作用有著非常清晰的邏輯。

中心原子與配位原子的交互影響

這四個分子皆屬於 $AX_2E_2$ 型態(角形),具有兩對孤對電子。要判斷鍵角大小,我們必須觀察中心原子與配位原子的性質。首先,比較中心原子:氧($O$)的電負度大於硫($S$),且原子半徑較小,這會使鍵結電子對更靠近中心,增加電子對間的斥力,故 $O$ 的化合物鍵角普遍大於 $S$。接著比較配位原子:氯($Cl$)的電負度比氟($F$)小,且原子半徑遠大於 $F$。在 $OCl_2$ 中,較小的中心原子與較大的配位原子結合,會產生顯著的空間阻礙(Steric hindrance),迫使兩個 $Cl$ 原子必須張得更開以降低彼此的排斥,這使得其鍵角(約 $110.9^\circ$)成為四者之最。

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