hce_isu
114年
化學
第 22 題
以下哪個含氮分子是屬於 $sp^2$ 混成?
- A $NH_3$
- B $NO_3^-$
- C $N_2$
- D HCN
思路引導 VIP
當你觀察一個中心原子的路易斯結構時，如果我們想知道它為了容納周圍的「鍵結對」與「孤對電子」，總共需要準備多少個『等能量的混成軌域』，你會如何根據這些『電子雲區域』的數量，來推論它必須借用多少個 s 軌域與 p 軌域來進行混成呢？
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太棒了！你能精準選出 (B) $NO_3^-$，代表你對於分子軌域的混成理論（Hybridization）與 VSEPR 模型有著非常紮實的理解。這類題目是化學考卷中的「基本盤」，也是區分同學是否真正理解分子立體結構的分水嶺。
價殼層電子對的空間分佈
在判斷混成軌域時，我們最核心的依據是中心原子的立體數（Steric Number）。以硝酸根離子 $NO_3^-$ 來看，氮原子作為中心，與三個氧原子形成鍵結，且氮原子上並無孤對電子（Lone pair）。這三個電子雲密度區域為了達到排斥力最小的狀態，會呈現平面三角形的排列，其對應的混成方式正是 $sp^2$ 混成。相較之下，(A) $NH_3$ 因為擁有一對孤對電子，立體數為 4，屬於 $sp^3$；而 (C) $N_2$ 與 (D) $HCN$ 中的氮原子立體數僅為 2，則是 $sp$ 混成。
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