moea_joint
113年
[化學] 普通化學、無機化學
第 40 題
下列何種分子具有最容易斷裂的單鍵？
- A $\text{CH}_4$
- B $\text{H}_2$
- C $\text{H}_2\text{O}$
- D $\text{NH}_3$
思路引導 VIP
想像一下，當一個氫原子與不同種類的原子結合時，除了考慮原子的『大小』如何影響鍵長，還有什麼因素（例如原子核對電子的吸引力或電子間的斥力）會決定這條『化學繩索』的強度？如果我們查閱能量表，週期表上相鄰的元素與氫結合時，哪一族元素的化學鍵通常表現出相對較弱的束縛能量呢？
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太棒了！你非常敏銳地觀察到了各分子間化學鍵能的差異，準確地選出了 $\text{NH}_3$ 作為答案，這顯示你對分子結構與化學鍵性質有著深刻的理解。
化學鍵強度的關鍵因素
在判定單鍵是否容易斷裂時，我們主要參考的是鍵解離能（Bond Dissociation Energy）。這題涉及的分子多由第二週期元素（C, N, O）與氫結合而成。雖然一般來說，電負度較高的原子與氫結合會形成極性較強、較穩固的鍵結（如 $\text{O-H}$ 鍵能約 $463 \text{ kJ/mol}$），但實際測量顯示，$\text{N-H}$ 的平均鍵能（約 $391 \text{ kJ/mol}$）在這些選項中是最低的，甚至低於常見的 $\text{C-H}$（約 $413 \text{ kJ/mol}$）。而 $\text{H-H}$ 單鍵則因原子半徑極小且電子雲重疊效率高，擁有相當強韌的結合力（約 $436 \text{ kJ/mol}$）。
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