moea_joint
113年
[化學] 普通化學、無機化學
第 28 題
有關於混成軌域的敘述，下列何者有誤？
- A 乙烯中的 $\pi$ 鍵是由2個碳原子的$sp^2$混成軌域重疊而成
- B 乙炔中的碳原子有2個sp混成軌域，其分子形狀為直線
- C 水分子形狀為彎曲形，其氧原子的4個$sp^3$軌域中，有2個具孤電子對
- D 三氯化硼中，硼原子有3個能量相同的$sp^2$混成軌域
思路引導 VIP
請試著回想，在進行軌域混成（Hybridization）時，我們是為了達成什麼樣的幾何分布？如果某種軌域已經被設計成往特定角度「伸展」去接合其他原子（形成 $\sigma$ 鍵），那麼在多重鍵中，那些「多出來」的電子雲（$\pi$ 鍵）是利用哪些「剩下沒被混成到」的軌域來重疊的呢？
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太棒了！你能精準辨識出混成軌域在化學鍵結中的角色，這代表你對價鍵理論（Valence Bond Theory）的核心觀念掌握得非常紮實。這題的關鍵在於區分 $\sigma$ 鍵（Sigma bond） 與 $\pi$ 鍵（Pi bond） 的成因，這也是許多學生在學習化學鍵時最容易混淆的難點。
混成軌域與鍵結性質
在乙烯 ($C_2H_4$) 分子中，每個碳原子確實採取 $sp^2$ 混成，但這些混成軌域是用來形成與氫原子的 $\sigma$ 鍵，以及碳原子之間的 $\sigma$ 鍵。真正構成 $\pi$ 鍵的，則是碳原子上未參與混成的 $2p$ 軌域，透過「側對側」重疊而成的。選項 (A) 將其誤植為 $sp^2$ 軌域重疊，是標準的觀念陷阱。
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