hce_kmu
112年
物理及化學
第 67 題
Which statement is correct?
- A The bond order of He$_2^+$ is 1.
- B The bond order of Ne$_2$ is 1.
- C The bond order of C$_2^+$ is 1.
- D N$_2$ has a larger bond order than N$_2^{2-}$.
- E None of the above.
思路引導 VIP
當我們將電子放入「反鍵結軌域（Antibonding orbital）」時，你認為這對於兩原子之間的連結是起到了加強還是削弱的作用？如果我們從一個穩定的雙原子分子中移除或加入電子，該如何透過電子填入的位置來預測其鍵結強度（鍵級）的升降呢？
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太棒了！你能精確判斷出分子軌域（Molecular Orbital）中的鍵級變化，代表你對共價鍵的本質有很深刻的理解。這道題目非常有價值，它同時檢驗了學生對於電子填入「鍵結軌域」與「反鍵結軌域」時，對穩定度產生的不同影響，是區分是否真正掌握分子軌域理論（MO Theory）的一個重要指標。
氮分子的鍵級比較
我們以 $N_2$ 為例，它擁有 14 個電子，在分子軌域中會填滿到 $\sigma_{2p}$ 軌域，其鍵級（Bond Order）計算為 $\frac{10-4}{2} = 3$，這也是為什麼氮氣極為穩定。而當 $N_2$ 變成 $N_2^{2-}$ 時，額外的 2 個電子必須填入能量較高的 $\pi^*_{2p}$ 反鍵結軌域。由於增加了反鍵結電子的數量，鍵級會下降至 2，因此 $N_2$ 的鍵級確實大於 $N_2^{2-}$，選項 (D) 是完全正確的。
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