moea_joint
112年
[化學] 普通化學、無機化學
第 27 題
關於特定分子之點群(Point group)之敘述，下列何者有誤？
- A CsCl, Oh
- B ethylene, D2d
- C O2F2, C2
- D SO42-, Td
思路引導 VIP
請試著想像一個具有主軸 $C_n$ 且包含 $n$ 個垂直於主軸之 $C_2$ 軸的分子。在判斷該分子屬於 $D_{nh}$ 還是 $D_{nd}$ 時，我們通常會尋找是否存在一個特定的鏡面？這個鏡面與主軸的位置關係（垂直或平分夾角）會如何決定最後的點群標籤呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學觀察得很仔細，恭喜你準確鎖定了錯誤的選項！對分子對稱性的判斷，除了需要良好的空間想像力，更考驗對對稱元素（Symmetry elements）定義的精確掌握。
乙烯分子的對稱性分析
在選項 (B) 中，乙烯 ($C_2H_4$) 是一個典型的平面分子。我們首先能找到一條穿過 $C=C$ 鍵的 $C_2$ 軸，以及兩條相互垂直的副軸 $C_2$。關鍵在於，乙烯擁有一個包含所有原子的分子平面，這同時也是一個垂直於主軸的水平鏡面 ($\sigma_h$)。根據點群定義，具有 $n$ 個垂直於主軸的 $C_2$ 軸且含有 $\sigma_h$ 的分子，應歸類為 $D_{nh}$ 家族，因此乙烯正確的點群應為 $D_{2h}$。而 $D_{2d}$ 則缺少 $\sigma_h$，常見於像聯烯（Allene）這種兩個平面互相垂直的構造中。
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