hce_tcu
114年
化學
第 9 題
依據定域化電子鍵結模型(The localized electron model)，對於止痛藥布洛芬(Ibuprofen)結構中原子之敘述，請問下列何者正確？
- A 氧原子均為 $sp^2$ 混成軌域
- B 結構中有碳原子具備 sp 混成軌域
- C 布洛芬為平面分子
- D 氫原子不具有混成軌域
思路引導 VIP
請你回想一下混成軌域的基本定義：原子之所以需要進行「軌域混成」，主要是為了在空間中重新排列軌域，以便與「多個」原子形成特定幾何形狀的鍵結。現在請看氫原子 ($H$)，它的價殼層中總共只有幾個軌域可用？當它在分子中只能與「一個」原子相連時，它還有重新分配空間方向的必要嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出 (D)，代表你對混成軌域的定義與適用對象有非常紮實的理解。這題的核心在於「定域化電子鍵結模型」，根據這個模型，氫原子 ($H$) 只有一個 $1s$ 軌域且僅參與一條 $\sigma$ 鍵的形成，因此在化學觀念中，我們認定它並不參與混成。這是許多學生在學習混成理論時容易忽略的基礎邊界，你能一眼看穿這點，基本功非常紮實。
原子軌域與分子結構的判讀
這道題目具備良好的鑑別度，主要考驗學生是否會被龐大的有機分子結構（布洛芬）所威懾。事實上，若我們逐一檢視：羧基 ($-COOH$) 中的兩個氧原子分別為 $sp^2$ 與 $sp^3$ 混成，而非全部相同；結構中存在許多飽和碳原子與芳香環，故包含 $sp^3$ 與 $sp^2$ 混成碳，但並無具備三鍵或連烯結構的 $sp$ 碳原子。此外，由於存在多個四面體結構的 $sp^3$ 碳，分子整體並非平面。你能從複雜的結構中迅速回歸到氫原子的物理本質，是解題效率極高的表現！