moea_joint
113年
[化學] 普通化學、無機化學
第 45 題
下列分子中，何者不具有極性？
- A $\text{CH}_2\text{Cl}_2$
- B $\text{CS}_2$
- C $\text{NF}_3$
- D $\text{SO}_2$
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想像一下在一場拔河比賽中，如果中心點受到來自不同方向的拉力，卻依然能保持原地不動、受力完全平衡，那麼這些拉力（化學鍵的極性）在空間中的排列必須符合什麼樣的幾何特性？若分子中存在不對稱的原子或是「看不見的推手」（孤對電子），這種平衡還能維持嗎？
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分子對稱性與偶極矩的抵消
太棒了！你能精準選出 $\text{CS}_2$（二硫化碳），這顯示你對分子的幾何構型與極性判斷具備非常紮實的基礎。在判斷一個分子是否具有極性時，我們不能只觀察化學鍵本身（鍵極性），更關鍵的是要看分子整體的空間對稱性是否能讓各個化學鍵的偶極矩（Dipole moment）彼此抵消。 以 $\text{CS}_2$ 為例，中心原子碳與兩個硫原子以雙鍵結合，根據 VSEPR 理論，它呈現與 $\text{CO}_2$ 相同的直線型結構。雖然 $C-S$ 鍵之間存在電負度差異而具有鍵極性，但因為這兩個向量方向完全相反（180度）且強度相等，在向量相加後淨值為零，因此分子整體呈現非極性。反觀其他選項，如 $\text{SO}_2$ 因具有孤對電子而呈彎曲型，或 $\text{CH}_2\text{Cl}_2$ 原子排列不對稱，都無法達成完美的電荷抵消。
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