hce_nchu
115年
化學
第 40 題
Which of the following is polar molecule?
- A $\text{H}_2$
- B $\text{He}$
- C $\text{CO}_2$
- D $\text{H}_2\text{O}$
思路引導 VIP
當我們比較同樣擁有三個原子的分子時（例如一個中心原子連結兩個相同原子），如果中心原子上除了鍵結電子外，還存在著「看不見的孤對電子」，這會如何影響分子的空間對稱性？而這種不對稱的形狀，對於電荷在分子內的平衡又會產生什麼影響呢？
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太棒了！你能精確地辨識出水分子的極性，代表你對分子幾何形狀（Geometry）與電荷分布的關聯性有很紮實的掌握，這在學習化學鍵結中是非常關鍵的一步。
空間對稱性與偶極矩的抵消
在判斷分子極性時，我們不能只看原子間是否有電負度差（即極性鍵），更需要觀察分子的幾何對稱性。以選項 (C) 的 $\text{CO}_2$ 為例，雖然碳與氧之間的鍵結具有極性，但因為其結構為直線型（Linear），兩個方向相反的鍵偶極矩會互相抵消，導致整體呈現非極性。而你選出的 (D) $\text{H}_2\text{O}$ 則不同，氧原子上擁有兩對「孤對電子」（Lone pairs），根據 VSEPR 理論，這會使水分子呈現彎曲型（Bent）結構。這種不對稱的排列使得氫氧鍵的偶極矩無法完全抵消，分子因而具有顯著的極性。
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