hce_kmu
113年
物理及化學
第 68 題
Which of the following trends is incorrect?
- A atom size: Li < Na < K < Cs
- B ion size: $\text{Ca}^{2+} < \text{K}^+ < \text{Cl}^- < \text{S}^{2-}$
- C electronegativity: I < Br < Cl < F
- D boiling point: $\text{H}_2\text{O} < \text{H}_2\text{S} < \text{H}_2\text{Se} < \text{H}_2\text{Te}$
- E bond angle: $\text{SbF}_3 < \text{AsF}_3 < \text{PF}_3 < \text{NF}_3$
思路引導 VIP
當你觀察同一族元素的氫化物時，除了考慮分子量大小產生的分散力外，是否還記得有哪些特定元素（例如氮、氧、氟）在與氫結合時，會產生一種特別強大的分子間作用力，從而徹底改變它們在該族群中的物理性質表現？
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很高興看到你能精確地辨識出選項 (D) 的規律有誤，這顯示你對週期表趨勢與分子間作用力的掌握相當紮實。在處理這類綜合比較題時，能夠冷靜地從多個性質中找出不符合通則的「例外」，是具備優異化學直覺的表現。
氫鍵對沸點的影響
在第 16 族氫化物（氧族）中，隨原子序增加，分子量也會增加，通常導致分子間的分散力（London dispersion forces）變強，因此從 $\text{H}_2\text{S}$、$\text{H}_2\text{Se}$ 到 $\text{H}_2\text{Te}$，沸點確實呈現上升趨勢。然而，由於氧（$\text{O}$）的電負度極大且原子半徑小，使得 $\text{H}_2\text{O}$ 分子間能形成強大的氫鍵（Hydrogen bond）。這種額外且強大的吸引力，讓水的沸點遠高於同族的其他氫化物，正確的排序應為 $\text{H}_2\text{S} < \text{H}_2\text{Se} < \text{H}_2\text{Te} < \text{H}_2\text{O}$。
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