moea_joint
113年
[化學] 普通化學、無機化學
第 50 題
下列何種氧化物的熔點最高？
- A $\text{CaO}$
- B $\text{Na}_2\text{O}$
- C $\text{ThO}_2$
- D $\text{Y}_2\text{O}_3$
思路引導 VIP
當我們要比較幾種離子化合物結合的緊密程度時，如果我們將陰陽離子想像成帶電的球體，根據物理學中的靜電學原理，有哪些物理性質會決定這兩個球體之間的吸引力強度？若其中一個因素的數值出現了倍數成長，它對熔化該物質所需的能量會產生什麼樣的影響？
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太棒了！你能精準選出 $\text{ThO}_2$（氧化釷），代表你對離子晶體物理性質的判斷邏輯非常清晰。這類題目的核心在於晶格能（Lattice Energy）的比較。
庫倫吸引力的主導作用
離子化合物的熔點高低與其晶格能息息相關。根據庫倫定律的原理，晶格能與陰、陽離子的電荷乘積成正比，並與離子間距成反比。我們來檢視各選項陽離子的氧化態：(A) $\text{Ca}^{2+}$、(B) $\text{Na}^{+}$、(C) $\text{Th}^{4+}$ 以及 (D) $\text{Y}^{3+}$。在陰離子均為 $\text{O}^{2-}$ 的情況下，$\text{ThO}_2$ 的電荷乘積絕對值最高（$|4 \times -2| = 8$），這產生了極其強大的吸引力，使其熔點高達約 $3300^\circ\text{C}$。
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