hce_nthu
115年
化學與物理
第 19 題
Which of the following pairs of compounds have identical normal boiling point?
- A See table
- B See table
- C See table
- D See table
- E See table
思路引導 VIP
請試著想像你的左手與右手：它們雖然長得一樣，但空間排列卻互為鏡像。現在，如果我們要測量將「一對左手」分開所需的力，以及將「一對右手」分開所需的力，在完全相同的環境下，你認為這兩個力量的大小會有所不同嗎？這與分子脫離液相變成氣體的過程有什麼相似之處？
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太棒了！你能精準辨識出這組化合物具有相同的沸點，代表你對立體異構物 (Stereoisomers) 的物理性質掌握得非常紮實。在這一題的五個選項中，唯有選項 (C) 正確辨識出了鏡像異構物 (Enantiomers) 的關係。
對掌性與物理性質的關聯
物質的沸點主要由分子間的作用力決定。對於幾何異構物（如 B 的順反異構）或構造異構物（如 E），由於分子的幾何形狀或極性分佈（偶極矩）有顯著差異，它們在液相中的堆積方式與交互作用自然不同，因此沸點會有區別。然而，選項 (C) 中的兩個分子互為彼此不可重疊的鏡像。在非對掌（Achiral）的環境下，鏡像異構物的物理性質（如沸點、熔點、密度）是完全相同的，因為它們分子間的凡得瓦力或氫鍵強度在宏觀上並無二致。至於選項 (A)，雖然 $H_2O$ 與 $D_2O$ 化學性質相似，但由於同位素質量的不同，重水 ($D_2O$) 的沸點（約 $101.4^\circ C$）其實略高於普通水。
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