高考申論題
113年
[化學工程] 材料化學(包括有機化學、無機化學)
第 e 題
📖 題組：
列出下列分子的對稱元素（symmetry elements）並命名它們所屬的點群（point group）：（20 分） (a) NO2 (b) N2O (c) CHCl3 (d) CH2=CH2 (e) cis-CHCl=CHCl
列出下列分子的對稱元素（symmetry elements）並命名它們所屬的點群（point group）：（20 分） (a) NO2 (b) N2O (c) CHCl3 (d) CH2=CH2 (e) cis-CHCl=CHCl
cis-CHCl=CHCl
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
面對點群判斷題，第一步務必畫出分子的正確三維幾何結構（包含立體化學特性）。對於 cis-CHCl=CHCl，需意識到其為平面分子，接著依序尋找最高階旋轉軸（主軸）以及與主軸相關的鏡面或反演中心，最後套用 Schoenflies 點群流程圖得出結論。
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AI 詳解
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【解題思路】透過建構分子的三維空間構型，依序尋找恆等元素、旋轉軸與鏡面，並套用點群判斷流程決定其 Schoenflies 符號。 【詳解】 已知：cis-CHCl=CHCl（順式-1,2-二氯乙烯）中，兩個碳原子以雙鍵連接，且兩個氯原子位於雙鍵的同一側。因 sp² 混成，整個分子處於同一平面上。
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分子對稱與點群判斷
💡 依據分子對稱操作元素，遵循標準決策流程判定其點群歸屬。
🔗 Schoenflies 點群判定流程
- 1 確立分子構型 — 繪製 3D 結構並找出主旋轉軸 Cn
- 2 檢查 nC2 軸 — 確認是否有 n 個垂直於主軸的 C2 軸
- 3 判定鏡面性質 — 優先找 sigma_h，若無則找 sigma_v/d
- 4 歸納點群符號 — 根據對稱元素組合得出 Cnv、Dnh 等符號
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🔄 延伸學習：延伸學習：點群可用於預測分子的 IR 光譜活性與極性。
