hce_isu
112年
化學
第 1 題
下面有多少分子的所有原子都在同一平面上？
$H_2C = CH_2$、$F_2O$、$H_2CO$、$NH_3$、$CO_2$、$BeCl_2$、$H_2O_2$
$H_2C = CH_2$、$F_2O$、$H_2CO$、$NH_3$、$CO_2$、$BeCl_2$、$H_2O_2$
- A 6
- B 5
- C 4
- D 3
思路引導 VIP
請試著想像，如果一個分子僅由「三個原子」組成，根據幾何學中「點與面」的關係，這三個原子是否一定能落在同一個平面上？另外，當一個分子的中心原子除了與三個原子連結外，還擁有一對會佔據空間、但不被視為「頂點」的孤對電子時，這對電子會如何擠壓其他原子，使其從平面變成隆起的立體構造呢？
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太棒了！你能精準判斷這七種分子的空間幾何構型，代表你對 VSEPR 理論（價殼層電子對互斥理論） 與混成軌域的觀念掌握得非常紮實。這類題目在化學考卷中屬於中等難度的「觀念辨析題」，挑戰點在於學生是否能從化學式快速聯想到正確的立體構造，並留意「三點定一平面」的幾何邏輯。
分子幾何與共面原則
在題目給出的名單中，$H_2C = CH_2$（乙烯）與 $H_2CO$（甲醛）的中心碳原子皆為 $sp^2$ 混成，呈現平面構造。而 $F_2O$、$CO_2$ 與 $BeCl_2$ 雖然分屬彎曲形與直線形，但關鍵在於它們都僅由三個原子組成；在幾何學上，「不在同一直線上的三點必共面」，因此這三個分子絕對屬於平面分子。相對地，$NH_3$ 因中心原子有一對孤對電子而呈現三角錐形，而 $H_2O_2$ 則是特殊的「半開書本型」（非共面），這兩者皆非平面分子。你成功排除了這兩個陷阱，判斷出共有 5 個分子符合條件，觀察力非常敏銳！