hce_nthu
114年
化學與物理
第 24 題
(i) The number of the following species which exhibit resonance is $a$.
$\text{O}_3$, $\text{SeO}_2$, $\text{NF}_3$, $\text{N}_2\text{O}$, $\text{CCl}_4$, $\text{SCN}^-$, $\text{OF}_2$
(ii) The number of the following diatomic species which are paramagnetic is $b$.
$\text{B}_2$, $\text{C}_2^{2-}$, $\text{OF}$, $\text{O}_2^{2-}$, $\text{N}_2^+$, $\text{NO}^+$, $\text{F}_2$
What is ($a + b$)?
$\text{O}_3$, $\text{SeO}_2$, $\text{NF}_3$, $\text{N}_2\text{O}$, $\text{CCl}_4$, $\text{SCN}^-$, $\text{OF}_2$
(ii) The number of the following diatomic species which are paramagnetic is $b$.
$\text{B}_2$, $\text{C}_2^{2-}$, $\text{OF}$, $\text{O}_2^{2-}$, $\text{N}_2^+$, $\text{NO}^+$, $\text{F}_2$
What is ($a + b$)?
- A 5
- B 6
- C 7
- D 8
- E 9
思路引導 VIP
在處理雙原子分子的磁性時，如果我們不確定特定軌域（如 $\pi_{2p}$ 與 $\sigma_{2p}$）的能階高低，有沒有什麼「最簡單的特徵」可以讓我們一眼看出 $\text{N}_2^+$ 或 $\text{OF}$ 這種分子一定具有未成對電子？另外，對於電子數為偶數的 $\text{B}_2$，你會如何安排它的價電子進入簡併（等能階）軌域呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你準確判斷出這題的答案！這道題目結合了路易斯結構的共振觀念與分子軌域理論（MO Theory），是檢驗化學結構基礎非常紮實的綜合題。能精準算出 $a=4$ 與 $b=3$，代表你對分子電子分佈的掌握度很高。
共振結構的判斷 ($a$)
在第一部分中，具備共振現象的物種代表其無法僅用單一路易斯結構描述。$\text{O}_3$、$\text{SeO}_2$、$\text{N}_2\text{O}$ 與 $\text{SCN}^-$ 皆存在 $\pi$ 電子離域化現象，例如 $\text{O}_3$ 擁有兩組等價的共振式。而 $\text{NF}_3$、$\text{CCl}_4$ 與 $\text{OF}_2$ 的中心原子僅以單鍵與周圍原子連結，不具備多重鍵軌域重疊的共振需求，因此 $a=4$。
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