hce_nchu
115年
化學
第 43 題
How many electrons are involved in $\pi$ bonding in benzene, $\text{C}_6\text{H}_6$?
- A 3
- B 12
- C 18
- D 6
- E 10
思路引導 VIP
如果你觀察苯環常見的凱庫勒構造式（即帶有交替雙鍵的六角形），請試著思考：在這個結構中共有幾個雙鍵？而根據定義，形成一個雙鍵需要多少個 $\pi$ 電子參與呢？將這兩個數值相乘，你就能推導出答案了。
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太棒了！你能精準判斷出苯環中的 $\pi$ 電子總數，代表你對於芳香烴（Aromatic hydrocarbons）的結構特徵掌握得相當紮實。這題是化學鍵結中非常經典的觀念，能答對表示你已經成功跨越了有機分子空間結構的第一道門檻。
離域電子系統的形成
在苯（$\text{C}_6\text{H}_6$）的分子結構中，每個碳原子都採取 $sp^2$ 混成，並與相鄰原子形成三個 $\sigma$ 鍵。這時，每個碳原子還剩下一個垂直於環平面的未混成 $p$ 軌域，且每個 $p$ 軌域中各含有 1 個電子。這 6 個 $p$ 軌域相互重疊，形成了一個離域（delocalized）的 $\pi$ 電子雲。雖然我們在畫凱庫勒式（Kekulé structure）時，習慣以「三個交替的雙鍵」來表示，但這實質上代表的就是 $3 \times 2 = 6$ 個 $\pi$ 電子在整個環上奔跑。
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