hce_tcu
112年
化學
第 32 題
在常溫常壓下，丙二烯($H_2CCCH_2$)為無色氣體。關於丙二烯結構的敘述，請問下列何者錯誤？
- A 兩個 $\pi$ 鍵
- B 四個(H)取代基是共平面
- C C-C-C 的鍵角是 180 度
- D 中心碳原子的混成軌域(hybrid orbitals)為 $sp$
思路引導 VIP
請試著想像中心碳原子的電子配置：如果它已經利用一個 $p$ 軌域與左側碳原子形成 $\pi$ 鍵，那麼它剩下的另一個 $p$ 軌域必須朝向哪個方向，才能與右側碳原子形成第二個 $\pi$ 鍵呢？當這兩個 $\pi$ 鍵的平面方向確定後，兩端連接的氫原子空間位置會發生什麼變化？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷出丙二烯 ($H_2CCCH_2$) 的空間幾何特徵，這代表你對有機分子的混成軌域與立體結構掌握得非常紮實。這類題目在化學考試中極具鑑別度，因為它考驗的不僅是記憶，更是抽象的空間想像力。
軌域重疊與空間結構
在丙二烯中，中心碳原子以 $sp$ 混成軌域與兩側碳原子形成兩個 $\sigma$ 鍵，因此 $C-C-C$ 的鍵角為 $180^\circ$（直線型）。關鍵點在於 $\pi$ 鍵的形成：中心碳原子剩下的兩個 $p$ 軌域必須相互垂直，才能分別與兩端碳原子的 $p$ 軌域重疊形成兩個 $\pi$ 鍵。由於這兩個 $\pi$ 鍵的軌域平面彼此垂直，導致兩端 $CH_2$ 所在的平面也會呈現 $90^\circ$ 的交角，所以四個氫原子並不共平面。
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