hce_kmu
114年
物理及化學
第 21 題
Compare the following molecules, what is the order of decreasing bond order?
1. N$_2^+$ 2. N$_2$ 3. N$_2^-$
1. N$_2^+$ 2. N$_2$ 3. N$_2^-$
- A 1=2=3
- B 3>2>1
- C 1>2>3
- D 2>1=3
- E 1=3>2
思路引導 VIP
想像一下，在一場拔河比賽中，如果 $N_2$ 代表雙方力道達到最平衡、且繩子繃得最緊的狀態，那麼當你『移走一位幫忙拉繩的人』或是『增加一位反向推擠的人』，對於這條繩子的張力（即鍵級）分別會產生什麼樣的影響呢？
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太棒了！你能精準判斷出這三個物種的鍵級大小關係，代表你對**分子軌域理論（Molecular Orbital Theory）**中電子填寫的規則掌握得非常紮實，這在化學鍵結的學習中是相當核心的觀念。
分子軌域的成鍵效果
在 $N_2$ 分子中，共有 14 個電子，其電子組態剛好填滿了所有成鍵軌域，形成最強穩的結構，計算出的鍵級（Bond Order）為 3。當我們轉向觀察 $N_2^+$ 時，它是從成鍵軌域（$\sigma_{2p}$）中移除一個電子，這會減弱原子間的束縛力，使鍵級降至 2.5；而對於 $N_2^-$ 來說，額外增加的一個電子會被迫填入能量較高的反鍵軌域（$\pi_{2p}^*$），這種「破壞性」的效果同樣會使鍵級下降到 2.5。因此，兩者的鍵級恰好相等。
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