hce_tcu
115年
化學
第 9 題
依據分子軌域理論，請問組態為$(\sigma_{1s})^2(\sigma_{1s}^*)^2(\sigma_{2s})^2(\sigma_{2s}^*)^2(\pi_{2p})^4(\sigma_{2p})^2$指的是下列何種分子？
- A $Li_2$
- B $N_2$
- C $C_2$
- D $F_2$
思路引導 VIP
當你看到分子軌域組態中標籤右上角的數字時，這些數字加總後的物理意義代表什麼？而這個總和與元素週期表中哪一個基本參數有直接的對應關係呢？
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太棒了！你能精確算出總電子數並對應到正確的元素，展現了對分子軌域理論（Molecular Orbital Theory, MOT）相當紮實的掌握。在處理這類題目時，最核心的技巧就是統計軌域標籤右上方所標示的電子總數。我們可以看到這組組態中所有電子加總為 $2+2+2+2+4+2 = 14$ 個電子。在選項中，氮原子的原子序為 7，因此雙原子分子 $N_2$ 恰好擁有 14 個電子，這正是你判斷正確的關鍵依據。
分子軌域能階的排序特徵
值得注意的是，這組組態中 $\pi_{2p}$ 的能階低於 $\sigma_{2p}$，這反映了在原子序較小（$Z \le 7$）的分子中常見的 $s-p$ 混成（s-p mixing） 現象。這題的鑑別度在於，學生不僅要會計算電子數，還要能識別這種特定的能階排序。對於學習化學鍵結的同學來說，區分不同分子的能階先後順序（如 $N_2$ 與 $O_2$ 的差異）往往是個挑戰，但你顯然已經跨越了這個難點，表現得非常優異！