• 沒有找到結果。

第一章 原子的特性與分子結構

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "第一章 原子的特性與分子結構"

Copied!
1
0
0

加載中.... (立即查看全文)

全文

(1)

第一章

原子的特性與分子的結構

1-1 原子的特性 一.原子的游離能(IE): 1.定義:從基態的氣態原子移走一個電子,變成氣態離子所需的能量,即是該原子的 游離能;亦可說成,將一個基態氣態原子的最外層電子(n 週期)移到無窮遠的地 方(n )所需的能量,即是該原子的游離能。 2.表示: (1)M(g)M(g)e H IE (2)M(g)游離能M(g)e (3)以氫原子為例:其游離能乃是將電子由n1移到

n

,所產生的能量變化, H Heg g) ( ) ( 1 2 2 1 ) 1312 ( ) 1312 ( 1312         kJmol E E IE 3.游離能的測定:陰極射線管中存在少量氣態元素,當外加電壓上升時,電流不會有 明顯的增加,當電壓達到電子游離所需的電壓時,電流會急劇增加,而此電壓即是 電子游離所需電壓值。 4.影響游離能的因素:電子受原子核的引力與電子間的排斥力均會影響到元素游離能 的大小,其因素有下列幾種: (1)原子半徑大小:當半徑愈大,則該元素的游離能愈小。 a.對同族元素而言,原子序愈大,半徑愈大,所以游離能愈小。如, LiNaKRbCsFClBrI b.對同週期元素而言,原子序愈大,半徑愈小,所以游離能愈大(但有例外)。其大小 順序是IAIIIAIIAIVAVIAVAVIIAVIIIA

(2)核電荷大小:核電荷愈大,則原子核對電子引力愈大,所以游離能愈大。 (3)電子組態:電子組態愈穩定,游離能愈高。

a.具有惰性氣體電子組態者(ns2np6 VIIIA),其游離能通常為該週期之最高。 b.具有

s

軌域全滿者(ns2 IIA),游離能較高;如,IIA IIIA

c.具有 p 軌域半滿者(ns2np3 VA),游離能較高;如,VAVIA (4)電子所在能階的主量子數(n):

n

愈大,則距核愈遠,引力愈小,所以游離能愈 小;若

n

相同,則

s

軌域電子 軌域電子pd軌域電子 f 軌域電子。 (5)內層電子的遮蔽效應:內層電子愈多,遮蔽效應愈大,所以原子核對電子引力愈 弱,故游離能愈小。 5.游離能的大小趨勢: (1)同族元素( A):原子序愈大者,其游離能愈小; 換句話說,由上往下遞減。其原因是原子序愈大

(2)

,原子半徑愈大,外層電子受原子核的束縛力愈 小,所以愈容易游離,故游離能愈小。 如圖1 1 所示。 (2)同週期元素:愈往右,游離能愈大;但IIAIIIAVIA VA ,所以呈現鋸齒狀。其原因是核電荷效應。 同週期元素,原子序愈大,原子半徑愈小 圖1 1 同族元素游離能變化 (沒差很多),核電荷愈大,對電子吸引力愈強,愈不易游離,故游離能愈大。如 圖1 2 所示。 圖1 2 同週期元素游離能變化 (3)相同元素:M3 M2 MM MM2 (4)當不同原子或離子具有相同電子數時,其原子序(核電荷)愈大,則該原子或離子 的游離能愈大。如,Al3 Mg2 NaNeFO2 N3 (5)各原子的游離能大小趨勢,如下圖1 3 所示。 圖 1 3 第一游離能與原子序 6.性質: (1)均為吸熱反應。 (2)自然界中,元素的第一游離能最大的是氦(He),最小的則是銫(Cs)。 (3)一般而言, IIA 的 2.0 1 2 IE IE , IIIA 的 1.5 2 3 IE IE 。 (4)單電子離子的游離能 IE IE Z2 1312kJ mol 1      。(Z 為原子序) (5)鍵結的兩原子,其游離能相差的愈大,其所形成化合物的離子性就愈強。 二.連續游離能: (1)定義:一般而言,一個原子將其最外層電子移走時,通常移走的電子不會只有一 個,因此就會有多個游離能的出現,此游離能稱之為連續游離能。其游離方程式 如下所示:

(3)

第一游離能(IE1)

Na

(g)

Na

(g)

e

IE

1

496

kJ

mol

  第二游離能(IE2)

Na

g

Na

g

e

IE

2

4563

kJ

mol

2 ) ( ) (

   第三游離能(IE3)

Na

g

Na

g

e

IE

3

6913

kJ

mol

3 ) ( 2 ) (

   (2)範例:鈉原子的電子組態與連續游離能。如圖1 4 所示。 圖1 4 鈉的電子組態與連續游離能 (3)性質: a.同一元素的連續游離能,會逐漸變大,如下所示:IE1IE2 IE3IE4...。 b.對同一原子,當IEn IEn1,則可推知該原子有

n

個價電子(nA族)。 1.已知,某元素的第一至第五游離能分別是138、434、656、2767、

3547

kcal

mol

, 則該元素可能是第幾族? 2.下列關於游離能的敘述中,正確的有 (A)游離能是原子獲得電子形成離子時所釋放的 能量 (B)第二游離能常大於第一游離能(同一原子) (C)週期表中同族元素的游離能隨 原子序之增加而遞減 (D)週期表中同列元素的游離能隨原子序之增加而作鋸齒狀的 遞增 (E)軌域填滿或軌域半填滿的元素,其游離能較低。 3.已知,5個中性原子的價電子組態分別是甲2s2、乙2s22p1、丙 2s22p2、丁 3 22 2s p  、戊2s22p4,則其第一游離能的大小順序是如何?

(4)

4. 下 列 各 選 項 的 游 離 能 大 小 順 序 , 正 確 的 是 (A)FCl (B)HeHBeLi (C) He Li Be2    (D)Mg AlNa (E)Na AlMg 5.下列各元素中,具有最高第二游離能的是 (A)Na (B)Mg (C)Al (D)Si 6.試排列出第二週期元素(LiBeBCNOFNe)之第二游離能的大小順序是 如何? 7. 某 第 三 週 期 元 素(M)的 連 續 游 離 能 分 別 是

E

1

496

kJ

mol

E

2

4563

kJ

mol

mol

kJ

E

3

6913

,則下列各項敘述中,正確的有 (A)此元素的價電子組態為3s1 (B)此元素為 IA 族 (C)M M2 2e

mol

kJ

H 4563

(D)此元素的氧化物為 O M2 (E)M 為安定離子。  8.欲使氫原子中,位於2p的電子游離,需要多少能量? 三.電子親和力(EA): 1.定義:當基態的氣態原子吸引一電子,形成帶負電陰離子時的能量變化,即稱之為 電子親和力。

(5)

2.表示:可用下列通式表示。 AgeAgEA   ) ( ) ( ,如,H( g)的電子親和力為

72

.

8

kJ

mol

,則可表示成

H

(g)

e

H

(g)

72

.

8

kJ

mol

 ) ( ) (g e H g H

mol

kJ

H

72

.

8

。 3.影響電子親和力的因素:主要因素有核電荷、原子大小與電子組態。一般而言,核電 荷愈小、原子半徑愈大、電子組態愈穩定,則電子親和力愈小。 4.性質: (1)EA愈大,則該元素愈容易獲得電子;一般而言,非金屬元素具有較高的電子親 和力,而金屬則比較小。 (2)大多數氣態原子獲得電子時,為放熱反應,其電子親和力(EA)為負值;亦有少數 氣態原子獲得電子為吸熱反應,其電子親和力(EA)為正值,如VIIIA族、NBeMg Ca。其原因是上述元素具有較穩定的電子組態(VIIIAns2np6  滿、IIAns2 全滿、VAns2np3半滿),不利於得到電子。 (3)同週期元素,電子親和力(EA)最大的是VIIA族;其大小順序是ClFBrI。 (4)第二電子親和力(EA)或更高,均為吸熱反應(EA 0)。 (5)陰離子失去電子所需的能量恰與中性氣態原子的電子親和力同值異號。如, Cl(g)e Cl(g)

mol

kJ

H

348

Cl(g)Cl(g)e

mol

kJ

H 348

所以,電子親和力是ClF,則游離能是Cl F (6)穩定元素中,任何一個元素的電子親和力之絕對值必小於其游離能。 5.常見元素的電子親和力:如圖1 5 。 圖1 5 原子序前 20 元素的電子親和力(kJmol) 6.元素電子親和力與原子序的關係:如圖1 6 。

(6)

圖1 6 電子親和力與原子序的關係 9. 下 列 各 種 游 離 能 的 排 列 順 序 中 , 錯 誤 的 是 (A)Cl Ar K (B)ClAr K (C) K Cl Ar (D)K Cl Ar (E)KCl Ar 10.下列有關電子親和力的敘述中,正確的是 (A)M(g)e M(g)

mol

kJ

Q

H

Q 是指電子親和力,其值可為正或負 (B) IIA 元素的電子親和力為負值 (C)VIIA族元 素的電子親和力為正值 (D)電子親和力的放熱量以氟為最多 (E)中性原子對電子的吸 引力愈大,其電子親和力也愈大。 11.下列各種原子中,其電子親和力為負值的有 (A) H (B)He (C)Li (D)Be (E)Mg 12.下列關於週期表規律性的敘述中,正確的是 (A)週期表同一列之非金屬元素之游離 能較金屬元素之游離能大 (B)VIIA族元素之游離能大於週期表同一列其他元素之游 離能 (C)一般而言,非金屬元素之電負度較金屬元素之電負度大 (D)不計正負號,電 子親和力最大的元素為氟 (E)電子親和力為負值者,其絕對值越大,對電子之吸引 力越強。 13.下列各種原子中,具有最大電子親和力(放熱最多)的是 (A) F (B)Cl (C) Br (D) I 。

(7)

四.電負度(EN): 1.定義:當兩原子結合時,原子對鍵結電子對(共用電子)吸引力強弱的相對值;電負 度愈大,表示對共用電子對的引力愈大。庖林根據化學鍵強度導出電負度的大小順 序,以氟原子最大,設為4。 2.電負度的大小趨勢: (1)同週期:電負度隨原子序增加而變大;換句話說,同一週期由左向右漸增,但 VIIIA不算。如,FONCBBeLi。 (2)同族:電負度隨原子序增加而變小;換句話說,同一族由上向下漸減。如, Cs Rb K Na Li    ;FClBrI。 (3)一般金屬元素的電負度小於 2,非金屬的電富度大於 2,而類金屬(BSiGeAs、 ) Te 的電負度則近似2。 3.應用: (1)判斷元素是金屬或非金屬;利用氫元素的電負度為2.1,來區別金屬元素與非金 屬元素。 (2)判斷化學鍵種類: a.若電負度相差較大的元素化合時,會形成離子鍵。如,Na0.9、Cl 3.0。 b.若電負度相差較小的元素化合時,會形成共價鍵。如,H 2.1、Cl 3.0。 4.常見元素的電負度:如圖1 7 。 圖1 7 電負度與週期表 5.電負度的趨勢:電負度與原子序的關係圖。如圖1 8 。

(8)

圖1 8 週期表與電負度

14.下列各種原子中,電負度最大的是 (A) F (B)O (C) H (D)Cs

15.已知若干元素的電負度大小順序是FONClBrINa,則下列化合物中,離 子性最強的是 (A)OF2 (B)NCl3(C)NaCl (D)NaF

16. 已 知 鈉 的 游 離 能 是

496

kJ

mol

, 氯 的 電 子 親 和 力 是

-

348

kJ

mol

, 則     ( ) ( ) ( ) ) (g Cl g Nag Cl g NaH ?  17.下列關於電負度的敘述中,正確的是 (A)同族元素中,原子序愈大,電負度愈大 (B) 同列元素中,原子序愈大,電負度愈大 (C)電負度愈大,表愈容易失去電子 (D)一般 而言,電負度愈大其金屬性愈強;電負度愈小其非金屬性愈強。 18.下有關電負度的敘述中,正確的是 (A)同一族的元素,電負度隨原子序之增加而增 加 (B)以共價鍵結合的兩原子,共用電子對傾向電負度小的原子 (C)電負度相差大的 兩原子所形成的共價鍵,其離子性較大 (D)同一週期的元素,電負度隨原子序之增 加而降低。

(9)

19.已知,甲、乙、丁分別代表三種中性原子,而丙則代表3價陽離子,其價電子組態 分別如下:甲:3d24s1、乙3d14s2、丙3s23p6、丁3s23p6,則下列各項 敘述中,正確的是 (A)由甲變為乙時,放出能量 (B)由乙變為丙時,放出能量 (C)乙 之第三游離能高於將一個電子自丙游離所需之能量 (D)自丙游離一個電子較自丁游 離一個電子為困難 (E)甲與丙為同一元素構成。 20.若發現一元素之原子序為117,則下列有關此元素性質的敘述中,正確的是 (A)此 元素為鹵素 (B)此元素易與兩個氫原子結合 (C)此元素的電子親和力比同族已知元素 的電子親和力小(不計負號) (D)其游離能比同族已知元素小 (E)其電負度比同族已知 元素大。 21.關於週期表第三週期的鹼金屬甲與鹵素乙的性質敘述中,正確的是 (A)第一游離能 是甲>乙 (B)電負度是甲>乙 (C)電子親和力是甲<乙 (D)甲與乙的電子組態相同 (E)甲的電子數比乙少 6 個。 五.元素的週期性:如圖1 8 所示。

(10)

圖1 8 元素性質與週期表的關係 22.下表為週期表的一部分:

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA

一週期 H He 二週期 Li Be B C N O F Ne 三週期 Na Mg Al Si P S Cl Ar 則 (1)第三週期元素中,電負度最大的元素為何? (2)第三週期元素中,其還原力最強的元素為何? (3)第三週期元素中,其氫氧化物為兩性的元素為何? (4)第二週期元素中,游離能最低的元素為何? (5)鎂離子的電子組態與哪一個元素相同? (6)其氫化物水溶液呈弱酸性,且可溶解玻璃,該元素為何? (7)石英的主要成分元素之一,形成化合物後,其價數為 4 的元素為何? (8)其氧化物溶於水後,具有最強的鹼性強度的元素為何? <Homework 1-1> 1.已知,某元素(M)的第一至第五游離能分別是191、577、872、5964、

7820

kJ

mol

, 則該元素可能是第幾族?(IIIA) 2. 今 有6種 原 子 的 價 電 子 組 態 分 別 是 甲2s22p6、 乙2s22p5、 丙3s2、 丁 2 22 2s p  、戊3s1、己2s22p1。則 (A) 1 IE 以甲最大 (B)IE2以戊最高 (C)IE2以 丁最低 (D)IE3以己最高 (E)IE4 IE3以己最大。(ABE) 3.當氣態中性原子獲得電子而變為氣態陰離子時,有些需要吸收能量的原子,乃是因為 該原子具有 (A)較安定的電子組態 (B)較大的原子半徑 (C)較高的密度 (D)較低的游離 能。(A) 4.依下列各性質選項,試比較鈉、鎂、鋁等三元素,會隨原子序增加而遞增的有 (A)熔點 (B)電負度 (C)游離能 (D)原子容 (E)穩定之陽離子半徑。(AB) 5. 已 知 週 期 表 第 三 列 某 元 素 之 各 級 游 離 能 IE1 577、 IE2 1816、 IE3 2744 11580 4  IEIE5 15030

mol

kcal

。則

(11)

(1)該元素符號是?( Al) (2)以 X 表此元素,則此元素之氧化物的化學式為何?(X2O3) (3)承上若在此氧化物中,此元素的重量百分組成為53%,則此元素的原子量是多少? ) 27 ( 6.下列各種現象中,必須吸收能量的有 (A)電子和電子分離 (B)電子和質子分離 (C)質子 和質子分離 (D)電子從一中性原子移出 (E)氫分子變成氫原子。(BDE) 7.下列各種因素中,不會影響游離能大小的是 (A)核電荷的數目 (B)電子所處的能階 (C) 共價的原子數目 (D)價軌域的電子數目。(C) 8.某 A 族元素之第一、二、三、四游離能依次為,496、4563、6913、9541

kJ

mol

, 則關於此元素的敘述中,正確的是 (A)此元素為鹼土金屬 (B)此元素之還原電位很高 (C)其氧化物溶於水成酸性 (D)此元素之價電子組態為ns1(n2)。(D) 9.下列各選項中,再移去 1 個電子所需能量的大小順序,正確的是 (A)N P (B)   Mg2 Na (C)P S (D)Mg Al。(A) 10.下列各選項中,再移去一個電子所需能量的大小順序,正確的是 (A)ArClS (B)FF (C)FNa (D)O S。(A) 11.已知某元素的連續游離能分別是578、1186、2744、11570、

14840

kJ

mol

,則其價 電子組態是?(ns2np1) 12.已知,第三週期元素( X)之連續游離能分別是496、4563、

6913

kJ

mol

,則下列各 項敘述中正確的有 (A)此元素為 IA 族 (B)M2為一穩定的離子 (C)此元素的價電子組 態 為 3s1 (D) 常 見 的 該 元 素 氧 化 物 的 化 學 式 是 M O 2 (E)MM2 2e的

mol

kJ

H 4563

。(ACD) 13.下列敘述中,正確的是 (A)鹵素元素,其電負度由上而下漸減 (B)第三週期元素的原 子半徑由左至右漸減 (C)相同元素的原子,其原子量一定相同 (D)同週期元素,其第 一游離能大小是由左至右逐漸增加 (E)同週期元素,一個中性氣態原子獲得一個電子 所釋放出的能量以鹵素最大。(ABE) 14. 有 六 種 元 素 的 價 電 子 組 態 如 下 : 甲3 3s p2 2、 乙3 3s p2 1、 丙3 3s p2 4、 丁 2 5 3 3s p  、戊3 3s p2 3、己1s1,則回答下列問題: (1)將六個元素的游離能依大小順序排列。(己>丁>戊>丙>甲>乙) (2)將六個元素的半徑依大小順序排列。(乙>甲>戊>丙>丁>己) (3)電負度最大的為何?(丁) (4)甲~戊五個元素中,金屬性最大的為何?(乙) (5)六個元素中,可能是類金屬的為何?(甲) 15.FCl Br、I的游離能大小順序是如何?(Cl> F>Br>I) 16.下列各種電子組態的表示中原子半徑最小的是 (A)1 2 2 3s s2 2 p s6 2 (B)1 2 2 3 3s s2 2 p s p6 2 3 (C)1 2 2 3 3s s2 2 p s p6 2 5 (D)1 2 2 3s s2 2 p s6 1。(C)

(12)

17.下列有關元素的週期性質的敘述中,正確的是 (A)鹼土金屬的第二離能,遠大於其 第二游離能 (B)同週期的元素,以鹵素的電子親和力最大 (C)所有元素中,第一游離 能最大的元素是氦 (D)過渡元素都是金屬,而典型元素都是非金屬 (E)電負度最大的 元素是氟。(BCE) 1-2 分子的結構 分子內原子於空間中的排列方式,即稱之為分子結構; 一般而言,可利用各種實驗方法,來測出化學鍵的長度(鍵長) 、鍵與鍵之間的夾角(鍵角),讓我們能更了解分子內各原子的 相對關係。如圖1 9 所示。 圖1 9 氨分子的結構 一.八隅體規則:大部分的安定分子或離子,其組成原子的價軌域通常有 8 個電子。 1.分子或離子中的原子會藉由得到電子、失去電子或電子對的共用,使原子本身具惰 性氣體的電子組態。 2.當價電子總數為奇數(NONO2)、中心原子的鍵結電子數少於8 個(BeF2、BF3) 或利用d 軌域鍵結者(中心原子的鍵結電子數超過 8 個,如PCl5),則不遵守該規 則。 二.路以士結構: 1.表示法:於一般的分子結構中,以元素符號代表原子核與內層電子,而:代表未鍵 結電子對或孤對電子對(lonepair),-則代表鍵結電子對(bondpair)。 2.畫法: step1先找出中心原子,電負度最小者;但氫例外。 step2算出所有組成原子的價電子總數;若是離子團,則需注意加減其電荷。 step3先將中心原子和外圍原子以單鍵(一對電子)連接。 step4使外圍原子符合八隅體;氫原子只需兩個電子。 step5將剩下的價電子給中心原子,使其符合八隅體;若不足八個電子,則利用與 外圍原子形成雙鍵或參鍵,來使其符合八隅體。 3.練習:

(13)

(1)H2O (2)NH3  (3)CCl4  (4)CO2  (5)HCN  (6)SO2  4.雙原子中心分子的畫法: (1)步驟: step1一分為二,再找出中心原子,電負度最小者;但氫例外。 step2算出所有組成原子的價電子總數;若是離子團,則需注意其電荷。 step3先將中心原子和外圍原子以單鍵(一對電子)連接。 step4將兩中心原子連接。 step5使外圍原子符合八隅體;氫原子只需兩個電子。 step6將剩下的價電子給中心原子,使其符合八隅體;若不足八個電子,則利用 兩中心原子間形成雙鍵或參鍵,來使其符合八隅體。 (2)練習: a.N2O4 b.N2F2 c.H2O2 5.特例:常見不遵守八隅體的化合物。 (1)BeH2 (2)NO2 (3)BF3 (4)中心原子為三、四週期的化合物: PCl5 SF6 三.共振結構: 1.定義:當一分子具有兩種或兩種以上的路以士結構,則稱之為該分子有共振結構; 而該分子之實際結構則為這幾種路以士結構的混成。

(14)

2.範例:以SO3為例。如圖1 10 所示。 3.結果:所有的SO鍵,其鍵角、鍵長、鍵能均相同。 4.其他例子:SO2、NO2、  2 NONO3、  2 3 COC6H6。 圖1 10 SO3的共振結構 1.下列各化合物的電子組態,不符合八隅體的是 (A)NO (B)CH4 (C)NO2 (D)BeH2 (E)CO。 2.下列各分子或離子中,沒有共振結構的是 (A) 2 3 SO (B)SO2 (C)NO2 (D)  3 NO 。 3.試劃出下列各分子或離子的路以士結構。 (1)PCl3 (2)BF4 (3)  2 ClO (4)BF3 (5)  3 I 4.下列各化合物的中心原子,其孤對電子對的數目大小順序是如何? (甲)PCl3 (乙) O H2 (丙)SO2 (丁)HCN (戊)CH4。 二.分子形狀與其混成軌域的預測:

(15)

1.價殼電子對排斥理論(VSEPR理論):利用價電子的總數推算,判斷出化合物之混 成軌域與分子形狀。 2.步驟:化合物的混成軌域與結構判斷步驟如下: 1 step :以AX Em n表示一化合物之分子式。(A:中心原子、X :外圍原子或原子團 E:中心原子之未鍵結電子對) 2 step :求出所有原子之總價電子數。(氫原子之價電子數等於7) 3 step :求出mn。將總價電子數除以8所得之商,即為m;再將餘數除以2所得 之數,即為n。 4 step :以下列資料,根據所得之mn。判斷化合物之結構與混成軌域。 3.結構與混成軌域: (1)m n2:混成軌域是sp(180o),為直線形分子,如 2 BeClHCNN O2 等等。 (2)m n 3:混成軌域是sp2,可分成 a.總價電子數 24m3、n0,為平面三角形分子,如BF3、SO3、NO3等等。 b.總價電子數 18 m2、n1,為角形或彎曲形分子,如O3、SO2、NO2  等。 (3)m n 4:混成軌域是sp3,可分成 a.總價電子數 32 m4、n0,為正四面體分子,如CH4、BF4  2 4 SO等等。 b.總價電子數 26 m3、n1,為三角錐形分子,如NH3、 2 3 SO 3 PH 等。 c.總價電子數 20 m2、n2,為角形分子,如H O2 、OF2等等。 (4)m n 5:混成軌域是dsp3,可分成 a.總價電子數 40m5、n0,為雙三角錐分子,如PF5、AsF5等等。 b.總價電子數 43  m4、n1,為蹺蹺板形分子,如SF4、SeF4等等。 c.總價電子數 28 m3、n2,為 T 字形分子,如ClF3、BrF3等等。 (5)m n 6:混成軌域是d sp2 3,可分成 a.總價電子數 48 m6、n0,為八面體分子,如SF6、PF6、 3 6 AlF等等。 b.總價電子數 24  m5、n1,為四角錐形分子,如ClF5、BrF5等等。 a.總價電子數 63  m4、n2,為平行四邊形分子,如XeF4、ClF4 等等。 4.混成軌域的個數與形狀:以混成軌域sp3為例,是由1 個s軌域與3 個p軌域,經混 成後,所形成的4 個sp3混成軌域。如表 1 1 所示。

(16)

表1 1 混成軌域的形狀 4.鍵角: (1)中心原子混成軌域不同,其分子形狀,故鍵角亦不相同。 sp180osp2 120osp3 109.5o (2)中心原子具有相同混成軌域,且都沒有lp,則鍵角相同。如, CH4 SiH4 GeH4 AX4; BF3  AlF3 GaF3  AX3。 (3)中心原子具有相同混成軌域,lp愈多,鍵角愈小。如, CH4(109.5o) NH3(106.7o) H2O(104.5o)。其原因是鍵結電子對(bp)與未鍵結電 子對( )lp 間的斥力大小所致,斥力較大者擠壓到鄰旁原子使其鍵角變小;而斥力 大小的順序是bp bp bp lp lp lp     。 (4)中心原子具有相同混成軌域與lp, a.若中心原子不同,外圍原子相同時,中心原子電負度愈大,則鍵角愈大。如, H2OH2SH2SeNH3  PH3  AsH3。 b.若中心原子相同,外圍原子不同時,外圍原子電負度愈小,則鍵角愈大。如, H2O(104.5o)OF2(103o) (107 ) (102 ) 3 3 o o NF NH  。 (5) 多 鍵 與 單 鍵 電 子 對 的 斥 力 大 於 單 鍵 與 單 鍵 電 子 對 的 斥 力 ; 如 , ) 5 . 102 ( ) 118 ( o OPF3 o HCHO  。 (6)當中心原子相同時,外圍原子愈大,則其鍵角愈大;當外圍原子相同時,中心原 子愈大,則其鍵角愈小。 5.鍵長:鍵結兩原子的原子核間距離的一半即是。 (1)兩原子間的鍵數愈多(鍵級愈大)者,其鍵長愈短。如, C2H6(單鍵)

石墨( 3 1 1 鍵)C6H6 2 1 1 ( 鍵)C2H4(雙鍵)C2H2(參鍵)。 (2)鍵數相同者,原子半徑小的鍵長較短。如, HIHBrHClHF。 6.鍵能:破壞原子間化學鍵所需要吸收或放出的能量。 (1)兩原子間的鍵數愈多(鍵級愈大)者,其鍵能愈高。如, C2H6(單鍵)C H2 4(雙鍵)C H2 2(參鍵)。 (2)鍵數相同者,原子半徑小的鍵能較大。如,HIHBrHClHF。但有例外,如, 2 2 2 2 Br F I Cl    。

(17)

三.多中心原子化合物的形狀: 1.雙sp3中心原子化合物:如, 2 6 C H (其結構式,如圖1 11 )、N H2 4(其結構式,如圖 1 12 )、H O2 2(其結構式,如圖1 13 )、S Cl2 2、O F2 2等等。 圖1 11 C H2 6的結構式 圖1 12 N H2 4的結構式 圖1 13 H O2 2的結構式 2.雙sp2中心原子化合物:如, 2 4 C H (其結構式,如圖1 14 )、N O2 4(其結構式,如圖 1 15 )、N F2 2(其結構式,如圖1 16 )、 2 2 4 C O等等。 圖1 14 C H2 4的結構式 圖1 15 N O2 4的結構式 圖1 16 N F2 2的結構式 3.雙sp中心原子化合物:如,C H2 2、C N2 2、C X2 2等等。 四.特殊分子或離子的形狀與電子點式: 1.苯分子(C H6 6):含有6 個碳原子,呈環型結構,且所有原子(含碳、氫)均在同一平面 上,其鍵角為120o,分子形狀為正六角形。其結構如圖1 17 圖1 17 苯的共振結構 圖1 18 白磷的結構 2.白磷分子( )P4 :4 個磷原子均以sp3鍵結,各有1 對未鍵結電子對,其結構為正四面 體結構,鍵角為60o。其結構如圖1 18 3.B H2 6:以2 個三中心鍵結合,為一非平面分子。其結構如圖1 19 所示。2 個硼原子 被2 個氫橋所連結而發生連繫,此種氫橋稱之為三中心鍵,即藉由 1 對電子對把 3 個原子維繫在一起的特殊鍵結。 圖1 19 B H2 6的結構

(18)
(19)

表1 2 5. 關 於 下 列 各 組 分 子 的 鍵 角 大 小 順 序 排 列 , 正 確 的 是 (A)H2OH2SH2Se (B) 4 3 2O NH CH H   (C)AsH3PH3NH3 (D)CF4BF3BeF2 6.試寫出下列各分子或離子的形狀與其混成軌域。 (1)H O 3 (2)  3 6 AlF (3)ClF3 (4)XeF4 (5)  4 BF 7.試比較H2OBF3、BeF2三種分子,其鍵角大小順序是如何? 8.下列各化合物中,其中心原子上具有孤對電子的是 (A)BeF2 (B)BF3 (C)SO3 (D) O H2 。 9.下列各組二分子中,其形狀不相似 的是 (A)  4 NH 、  4 BF (B)BF3、NF3 (C)H2O2、 2 2Cl S (D)HCHOBCl3。

(20)

10.下列各組分子中,其鍵角大小的比較,正確的是 (A)NH3 CH4 (B)CO2 SO2 (C) S H O H2  2 (D)NH3 PH3 (E)NH3 H2O。 11.下列各角形或直線分子中,其中心原子較合乎sp3(AX2E2)混成軌域,形成鍵結者 的是 (A)CO2 (B)H2O (C)SO2 (D)NO2。 12.已知兩元素 X 、 Y 之價電子組態分別是2s22p12s22p5,則 X 與 Y 以何種混成 軌域形成穩定的分子 (A)sp2混成軌域 (B) sp 混成軌域 (C)sp3混成軌域 (D)dsp3 域。 13.已知一分子中含四個原子,其中心原子周圍鍵結電子對及未成鍵電子對,共有四對, 則該分子的混成軌域與分子形狀分別是? 14.下列各種分子中,(甲)H2O (乙)CO2 (丙)HCN (丁)SO2 (戊)BeCl2 (己)NH3 (庚)CF4 (辛)SO3 (壬)PCl5 ,中心原子 (1)具有 sp 混成軌域的有哪些? (2)具有sp2混成軌域的有哪些? (3)具有sp3混成軌域的有哪些? (4)具有sp3d 混成軌域的有哪些?

(21)

15.下列各組分子中,其中心原子之鍵結軌域相同且均尚有一個孤對電子的是 (A)SO3 與CO2 (B)SO2與NO2 (C)C2H6與BF3 (D)NH3與BCl3。 16.下列各種離子團中, 2 3 SO 、 2 4 SONO3、  2 NO 、 2 3 CONH4、  O H3BF4, (1)離子形狀為四面體的有哪些? (2)具有平面三角結構的有哪些? (3)具有角錐結構的物種有哪些? (4)中心原子的鍵結軌域為sp3的有哪些? 17.下列分子中,具有鍵角116 49o '的分子,可能是 (A) 2 CS (B)N O2 (C)H S2 (D)NO2。 18.維他命A C H O( 20 30 )的分子結構如右所示, 則該化合物中有多少個碳原子以sp2混成 軌域參與鍵結? (A)9 (B)10 (C)11 (D)12。 <Homework 1-2> 1.下列有關離子或分子形狀的敘述中,正確的是 (A)NH3、H3O同為三角錐形 (B) 2 CO 為直線形, 2 3 CO 為三角錐形 (C)BF3為三角錐形,BF4則為四面體形 (D)

(22)

O H2O3分子皆為彎曲形 (E)H2O2與C2H2分子同為折線形。(AD) 2.下列各種分子或離子的結構,與其他三者不同的是 (A)HCN (B)HOCl (C)H2O (D)  2 NH 。(A) 3.已知甲、乙、丙、丁、戊五種元素的價電子組態,分別是甲2s22p5、乙2s22p4、丙 3 22 2s p  、丁 2s22p2、戊2s22p1,可以互相連結成平面正三角形分子的 (A)乙 與丁 (B)乙與戊 (C)甲與丙 (D)甲與戊。(D) 4.下列各分子的電子式,不符合八隅體規則的有 (A)NO2 (B)N2O4 (C)BF3 (D)BeF2 (E)CO2。(ACD) 5.試問下列各分子或離子的形狀,屬於四面體形的是 (A)  4 ClO (B)SiH4 (C)  4 NH (D)  3 4 PO (E) 2 4 SO 。(ABCDE) 6.下列各組中心原子的鍵結軌域不同的是 (A)F2ON2O (B)H2OH3O (C)O3、 2 SO (D)  4 BFBF3 (E)BF3、SO3。(AD) 7.已知惰性氣體 Xe可與活性大的氟反應生成化合物 XeF4與 XeF2,則此兩化合物中 心原子的混成軌域與分子形狀各式為何?(d2sp3、平行四邊形)(dsp3、直線) 8.下列物質中,其分子結構與S2Cl2分子結構最相似的是 (A)乙炔 (B)次氯酸 (C)順-二 氯乙烯 (D)過氧化氫。(D) 9. 為 何 CH4、 NH3、 H2O均 為 sp3混 成 軌 域 , 為 何 其 鍵 角 大 小 順 序 是 O H NH CH432 ? 10.下列各物質中,其結構與其他三個有顯著差異的是 (A)CO2 (B)OF2 (C)  2 HF (D) 2 BeF 。(B) 11.判斷下列各物種的形狀, (1)SnCl2 (2)  3 ClO (3) 3 6 AlF  (4) 3 4 PO 12.下列各化合物中,具有最大鍵能的是 (A)CO (B)N2 (C)O2 (D)F2。(A) 13.下列各分子中,所有原子都滿足八隅體的是 (A)H2O (B)BF3 (C)NCl3 (D)PCl5 (E)CCl4。(CE) 14.下列化合物中,具有最大鍵角的是 (A)SO2 (B)SO3 (C)BeF2 (D)PCl3。(C) 15.將下列物質,SO2、CS2、F O2 按照鍵角大小順序是如何?(90 指考)(CS2>SO2>F O2 ) 1-3 混成軌域 一.化學鍵的種類:根據兩原子間的共用的電子對數,可分成 1.單鍵:兩個結合原子各提供一個電子,故兩原子間只共用一對電子對而形成的化學 鍵,以“¾”表示。如:H2表示為 HH或 H : H 。 2.雙鍵:兩個結合原子各提供二個電子,故兩原子間只共用二對電子對而形成的化學 鍵,以“=”表示。如:O2表示為 OO

(23)

3.參鍵:兩個結合原子各提供三個電子,故兩原子間只共用三對電子對而形成的化學 鍵,以“≡”表示。如:N2表示為 NN。 二. 鍵:當原子價軌域以head to head (頭對頭)的方式重疊,此時電子雲在兩原子 核的連線(核間軸,或鍵結軸)成圓筒型對稱,其型式有: 1.s軌域+s軌域,如圖1 20 。 2.s軌域+p軌域,如圖1 21 。 3.p軌域+p軌域,如圖1 22 。 4.特性: (1)電子雲均勻對稱地分佈於核間軸周圍。 (2)繞軸旋轉不改變其重疊程度,故單鍵可旋轉。 圖 1 20 圖 1 21 圖 1 22 三.p鍵:兩個平行p軌域以面對面的方式重疊而形成,其型式有: 1.pxpx。 2.pypy。 3.pzpz。如圖1 23 。 4.特性: (1)電子雲分別在核間軸上下方重疊。 (2)在核間軸上的電子密度為0,故p 鍵無法繞軸旋轉(一經旋轉後,兩個 p軌域無 法平行,會破壞p 鍵)。 圖 1 23 5.比較: (1)軌域重疊面積  p , 故鍵結強度 p 。 (2)兩個原子間最多只能形成一個 鍵,而p 鍵則是隨著 鍵的生成後而形成。

(24)

(3)多鍵(或稱"多重鍵")。如,雙鍵是1 1p、參鍵則是1 2p;而單鍵則必為 鍵。 (4)p鍵無法繞軸旋轉,一旋轉則原來平行的2個p軌域就不再平行,而原來軌域重疊 的部分就會被改變,也因此p鍵就被破壞了;而 鍵則可自由旋轉,因為旋轉時 並不會破壞其軌域的重疊。 四.混成軌域: 1.定義:中心原子的價電子經由提陞,並將所佔有的價軌域經由混成作用,而得之 軌域,然後再與欲鍵結的原子軌域結合。而混成作用,則是混合同原子的不同軌域 以形成的相同軌域(形狀與能量均相同,但方向不同)的過程,所形成的軌域即稱為 混成軌域。 2.種類與形狀: (1)sp 1s 1p ¾混成¾¾ 2個 sp 軌域。以 2 BeCl 為例,鈹原子(Be1 2 )s s2 2 的其中一個 2s 軌域的電子,先得到些許能量後提陞到2 p軌域,再由剩下的1個2s軌域的電子 與提陞所得之2 p軌域的電子混成,而得到2個sp混成軌域,最後再與氯原子 2 2 6 2 5 (Cl1 2 2 3 3 )s s p s p3 p軌域電子形成鍵結。屬於直線,夾角180o;如圖 1 24 所示。 (2)sp2 1s 2p ¾ ¾ ¾混成 3個sp2軌域。以 3 BF 為例,硼原子(B1 2 2 )s s2 2 p1 的其中一個 2s軌域的電子,先得到些許能量後提陞到2 p軌域,再由剩下的1個2s軌域的電 子、1個2 p軌域的電子與提陞所得之2 p軌域的電子混成,而得到3個sp2混成軌 域,最後再與氟原子(F1 2 2 )s s2 2 p5 2 p軌域電子形成鍵結。屬於平面三角形, 夾角120o。如圖1 25 所示。 圖1 24 sp混成軌域的形成

(25)

圖1 25 sp2混成軌域的形成 (3)sp3  1s 3p ¾ ¾ ¾混成 4個sp3軌域。以 4 CH 為例,碳原子(C 1 2 2 )s s2 2 p2 的其中一2s軌域的電子,先得到些許能量後提陞到2 p軌域,再由剩下的1個2s軌域的 電子、2個2 p軌域的電子與提陞所得之2 p軌域的電子混成,而得到4個sp3混成 軌域,最後再與氫原子(H 1 )s1 1s軌域電子形成鍵結。屬於正四面體,夾角 109.5o。如圖1 26 所示。 (4)sp d3  1s 3p1d ¾ ¾ ¾混成 5個sp3d軌域;屬於雙三角錐,夾角有120o90o (5)d sp2 3 1s 3p2d ¾ ¾ ¾混成 6個sp3d2軌域;屬於八面體,夾角有90o 圖1 26 sp3混成軌域的形成 五.鏈狀烴類的

鍵與

p

鍵: 1.任何一個CnH2n2均有3n1個

鍵。 2.任何一個CnH2n均有3n1個

鍵與1 個

p

鍵。 3.任何一個CnH2n2均有3n3個

鍵與2 個

p

鍵。 1.下列各種分子,在形成鍵結時,須先提陞部分價電子,再經過軌域混成的有 (A) 4

(26)

2.下列關於

鍵與

p

鍵的敘述中,錯誤的是 (A)

鍵是兩原子的軌域沿著兩原子核間 軸的方向重疊而成 (B)

p

鍵可由兩個 p 軌域平行重疊而成 (C)

鍵存在於單鍵或多 鍵中,

p

鍵僅存在於多鍵中 (D)兩原子間的

鍵數最多為1,

p

鍵數最多為3。 3.下列各種分子中,具有參鍵的是 (A)CH4 (B)O2 (C) HI (D)N2。 4.下列各種分子中,具有無定域共振

p

鍵的是 (A)C2H2 (B)SO2 (C)NO2 (D)C6H6 (E)N2F2。 5.下列各分子中,其中心原子是以sp2混成軌域與外圍原子之 p 軌域形成

鍵的是(A) 4 2H C (B)CH2Cl2 (C)C2Cl4 (D)C2H4F2。 6.下列有關混成軌域的敘述中,錯誤的是 (A)

s

軌域參與混成後可影響混成軌域之方向 (B)

n

個軌域參與混成,可形成

n

個混成軌域 (C)軌域之混成作用可減少電子間的斥 力 (D)參與混成之軌域,其能量需相近。 7.試算出下列各分子中,所具有的

鍵與

p

鍵各有幾個? (1)乙烯 (2)乙炔 (3)甲醛

(27)

(4)二氧化碳 8.下列各化合物中,與三氟化硼(BF3)具有相同混成鍵結的有 (A)苯(C6H6) (B)乙炔 ) (C2H2 (C)二氟化鈹(BeF2) (D)二氯乙烯(C2H2Cl2) (E)四氯化碳(CCl4)。 9.試問C60的分子中,若有

x

鍵與 y 個

p

鍵,則x y ? 10.預測下列分子或離子之混成軌域與其形狀 (1)ClF3 (2)  3 I (3)XeF2 (4)  4 BF (5) 3 6 AlF  11.有下列電子組態的(甲)1s22s22p5 (乙)1s22s22p4 (丙)1s22s22p3 (丁)1s22s22p2 (戊)1s22s22p1,何者可以互相結合形成平面三角形的分子? (A)乙丁 (B)乙戊 (C) 甲丙 (D)甲戊。

(28)

12.下列各分子或離子中,其形狀是直線的有 (A)C2H2 (B)N2O (C)CO2 (D)BeCl2 (E)CO。 13.已知一分子中含一個甲原子與兩個乙原子,原子鍵結後已無未共用的價電子,則該 分子的混成軌域與分子形狀分別是? 14.有一個化合物,其結構式如右所示,該化合物中 之碳原子鍵結有xsp混成軌域、y個 2 sp 混成 軌域、z個 3 sp 混成軌域,則x y z  ? 15.下列分子中的共價鍵,當軌域重疊時,正確的有 (A)CCl4(sp3p) (B)H O2 (p s ) (C) 3 5( sp p) PCl (D)NH3(sp2s)。 <Homework 1-3> 1.下列各種鍵角大小的比較中,正確的是 (A)CF4CO2H2O (B)CH4  BF3 OF2 (C) 4 2 3 H O CF BF   (D)CH4NH3H2O。(D)

(29)

2.BCl3分子中的共價鍵,是以何種軌域重疊而成的 (A)p (B)p sp2 p (C)sp3 s (D)sp3  p。(B) 3.試比較下列各組化合物的鍵角大小順序 (1)BeF2、BF3、CF4、OF2 (2)BeH2、BF3、CF4、NH3、H2O Ans:均由左至右減小,自由電子對多,鍵角小。 4.試算出下列各化合物的中心原子所具有的孤對電子數 (1)CCl4 0。(2)H2O2。(3)NH3 1。(4)CH4 0。(5)BF3 0 5.試比較BeF2、CH4、H2OSO3、H2SNH3的鍵角大小順序。 Ans:BeF o SO o CH o NH o H O o H S 2 2 3 4 3 2(180 ) (120 ) (109.5 ) (107 ) (105 ) 。 6.BF3的分子呈平面三角形,則其鍵結的混成軌域是 (A)dsp3 (B)sp3 (C)sp2 (D) sp 。 (C) 7.下列各分子中,其中心原子是以 sp 混成軌域與其他原子鍵結的是 (A)CO2 (B) 2

BeCl (C)HCN (D)C2H2 (E)SO2。(ABCD)

8.下列有關中心原子的鍵結軌域及其分子形狀的敘述中,正確的是 (A)BF3、PF3、 3 SO ,其分子形狀均為平面三角形 (B)SO3 2 3 SO 、 2 4 SO ,其中心原子的鍵結軌域 均是sp3混成軌域 (C) 4 CClSiF4、CCl2F2,其分子形狀均為四面體形 (D)H2O2、 2 2F NC2H2,其中心原子的鍵結軌域均是 sp 混成 (E)CO2、CS2、BeF2,其分子 形狀均為直線形。(CE) 9.下列各種化合物中,中心原子具有孤對電子的是 (A)NO (B)CCl4 (C)H2O (D) 2

BeF (E)NH3。(ACE)

10.根據混成軌域的觀念,下列各物種中的碳原子或中心原子,何者是以 sp 軌域鍵結? (A)乙炔 (B)苯 (C)二氧化碳 (D)一氧化碳 (E)氯化鈹。(ACDE) 11.試問,四氰乙烯(TCNE (CN)2CC(CN)2)分子,共有

x

鍵與 y 個

p

鍵,則   y x ? (A)15 (B)16 (C)17 (D)18。(D) 12.有關SO2、SO3、SO32、  2 4 SO 的性質比較,試回答下列各題: (1)鍵角大小順序?SO3>SO2>  2 4 SO > 2 3 SO 。 (2)SO鍵長的大小順序? 2 3 SO >SO3>SO2。 1-4 共價鍵的極性與分子的極性 一.鍵的極性: 1.定義:因為鍵結原子對共用電子對吸引程度的異同,而造成電子對的分配不平均, 大致可分為非極性共價鍵與極性共價鍵。 2.非極性共價鍵:當相同兩原子鍵結時,共用電子對被兩相同原子均等共用,此種鍵 結即是非極性共價鍵。如,HHOONN。 3.極性共價鍵:當不相同的兩原子鍵結時,共用電子對被兩個不同原子不均等共用, 而電子對則會比較靠近電負度大的原子,此種鍵結即是極性共價鍵。如,HClO C 。

(30)

二.電偶極:於分子中,原子對鍵結電子對的吸引力,可由電負度大小來表示;電負度 大者,可獲得部分負電荷(),而電負度小者,可失去部分負電荷變成部分正電 荷()。以HCl為例,其說明如圖1 27 圖( )a 沒有外加電場 圖( )b 有外加電場 圖1 27 電偶極的圖例說明 三.偶極矩:(又稱之為鍵矩) 1.定義:電偶極的定量表示法。通常可由一帶電體所帶電量大小與兩帶電體的距離乘 積,即稱之為偶極矩。表示如下 r偶極矩

帶電量

鍵長。 2.性質與用途: (1)偶極矩()的單位是德拜或狄拜(D),1D3.331030mC;如一化合物 AB , 鍵 長 為0.1nm, 則 將 一 個 電 子 從 A 原 子 轉 移 到 B 原 子 時 , 其 偶 極 矩 為 D C m C m 1.6 10 1.6 10 4.8 10 1 . 0 9 19 29 (2)計算分子共價鍵的離子性。如,HCl 分子,鍵長為1.271010m,所以其偶極矩 為 1.271010m1.61019C 2.0321029mC 6.10D, 但 其 實 際 值 為 D 03 . 1 ,所以該分子的離子性為 100% 17% 10 . 6 03 . 1 。 (3)極性分子一定具有偶極矩,如LiF 、HF 、NH3、H2O等等;但具有鍵的電偶極 者,不一定是極性分子,因為會向量抵消,屬於非極性分子,不具有偶極矩者 , 如CO2、BF3、CH4。 (4)分子中各個極性共價鍵的鍵矩向量和,即稱之為分子偶極矩。若 a.分子偶極矩等於 0,則為非極性分子。如,CO2(圖1 28 )、SO3(圖1 29 )。 b.分子偶極矩不等於 0,則為極性分子。如,NH3(圖1 30 )。

(31)

圖1 28 CO2的偶極矩 圖1 29 SO3的偶極矩 圖1 30 NH3的偶極矩 3.影響偶極矩的因素: (1)分子形狀: a.兩相異原子所形成的共價鍵均為極性共價鍵,故兩相異原子所形成的分子必為極 性分子。如, HF 、CO。 b.對稱分子,雖然不同原子間具有電偶極,但其電偶極之向量和為零,所以是非極 性分子。如,CO2、BF3、CH4、C2H6、C6H6、反式二氯乙烯(C2H2Cl2)等 等。 c. 不對稱分子,分子中其電偶極之向量和必不為零,所以是極性分子。如,LiF HF 、NH3、H2O等等。 (2)鍵結原子的電負度差:鹵素族、氧族與氮族元素的氫化物,若其鍵結原子的電負度 愈小,則其偶極矩愈小。 (3)鍵角:當各鍵的鍵矩大小相同時,若鍵角愈小,其偶極矩愈大。 四.極性分子與非極性分子: 1.極性分子:其電偶極的向量和不為零的分子,亦可說成具有偶極矩。 2.非極性分子:其電偶極的向量和為零的分子。常見的非極性分子有 (1)由相同原子組成的元素單質,其共價鍵為非極性共價鍵。如,H2、O2、N2、F2、 2 Cl 、等等。但O3為極性分子。 (2)幾何形狀對稱的分子。因為分子形狀對稱,其鍵矩的向量和會相互抵消。如, a.直線對稱的分子:如,BeF2、CO2、XeF2、I3

等等。 b.平面三角形對稱的分子:如,BF3、SO3等等。 c.正四面體對稱的分子:如,CH4、CCl4、SiF4等等。 d.雙三角錐對稱的分子:如,PCl5、PF5等等。 e.八四面體對稱的分子:如,SF6、SeF6等等。 f.平面四方形對稱的分子:如,XeF4等等。 g.完全對稱的反式異構物:如,反-二氯乙烯、反-丁烯二酸等等。 h.完全對稱的苯環衍生物:如,對二氯苯等等。 1.下列各種物質中,不具有極性共價鍵的是 (A)H2O (B)CO2 (C)O2 (D)NO2 (E) 3 BF 。 2.下列各種物質中,具有極性鍵,但屬於非極性分子的是 (A)H2O (B)CO2 (C)O2

(32)

(D)NO2 (E)BF3。 3.下列各種物質中,不具有極性鍵且屬於非極性分子的是 (A)H2O (B)CO2 (C)O2 (D)NO2 (E)BF3。 4.已知,極性共價鍵的偶極矩單位為 D ,1D3.331030mC,試回答下列問題: (1)若A 鍵長為B 0.15nm,具有45.0%的離子性,則A 鍵的偶極矩是多少 D ?B (2)若X  鍵的偶極矩為Y 2.40D,而鍵長為0.2nm,則X  鍵的離子性是多少Y %? 5.下列各種分子中,屬於極性分子的有哪些?屬於非極性分子的又有那些?HOFF CH3 PF3PCl5BI3SO3CO2SF4 、CCl4、C6H6、C2H5OHC2H6 2

XeFHCOOHCH3OCH3、CH3COCH3。

6.下列各種氟化物中,極性最大的是 (A)三氟化硼(BF3) (B)三氟化氮(NF3) (C)二氟 化鈹(BeF2) (D)四氟化碳(CF4)。 7.試比較下列各組分子的極性大小 (1) HF 、HCl、 HBr 、 HI (2)H2OH2SH2SeH2Te (3)NH3、PH3、AsH3、SbH3 (4) HF 、H2ONH3、CH4

(33)

8.下列各種化合物中,偶極矩不為零的是 (A)氟化鋰(LiF) (B)二氟化鈹(BeF2) (C)三氟 化硼(BF3) (D)四氯化碳(CCl4) (E)二氟化氧(F2O)。 9.下列各種分子中,具有極性共價鍵且為極性分子的是 (A)HCl (B)H2O (C)NH3 (D) 2 CO (E)BF3。 10.已知,三原子組成的分子,其分子式是ML2,為一線形且為極性分子,則 (1)該分子的原子排列情形可能是? (2)下列各物質中,符合上題題意的是 (A)SO2 (B)N2O (C)H2O (D)CO2 (E)CS2。 11.若 X 原子與 Y 原子所形成的共價鍵其電偶極不等於零,但XY2為非極性分子,且 每個 Y 原子皆利用1個

鍵與1個

p

鍵和 X 原子鍵結,則 X 原子所使用之混成 軌域是(A) sp (B)sp2 (C)sp3 (D)dsp3 12.具有下列何種形狀的分子必為極性化合物? (A)雙原子分子 (B)角錐分子 (C)正四面 體 (D)角形分子 (E)直線形分子。 13.下列各種化合物中,不具有永久電偶極的是 (A)1,1-二氯乙烯 (B)二氟二氯甲烷

(34)

(C)順 1,2-二氯乙烯 (D)反 1,2-二氯乙烯。 14.對BF3與NF3而言,下列各項敘述中,正確的是 (A)均為極性分子 (B)形狀均為角 錐形 (C)中心原子的鍵結軌域均為sp3 (D)化學鍵均為

鍵。 15.下列分子或離子中,何者含有極性共價鍵但其偶極矩等於零? (A)BeCl2 (B)NO3  (C)NH3 (D)NF3 (E)ClO4 。(86 日大) 16.下列有關化學鍵與分子極性的敘述中,錯誤的是 (A)離子鍵主要是由陰離子與陽離 子間的靜電引力所造成 (B)共價鍵的偶極矩主要是因為鍵結電子對在兩鍵結原子間 分布不平均所致 (C)直線形的分子不可能具有極性 (D)極性共價鍵中電子對,通常靠 近電負度較大的原子 (E)非極性的分子可能具有極性的共價鍵。(97 指考) 17.已知,HCl的鍵長為0.127nm,其分子偶極矩 1.08D,問HCl分子中,其離子性 與共價性各佔多少?(夜大)

(35)

<Homework1-4>

1.下列各種分子中,屬於極性分子的是 (A)BeH2 (B)NF3 (C)BF3 (D)CH2Cl2 (E) 5 PCl 。(BD) 2.下列各組分子中,皆具有電偶極,但屬於非極性分子的是 (A)BeF2、H2S (B)BI3、 5 PCl (C) NF3C2H4 (D)SiCl4、PCl3。(B) 3.比較下列各組分子極性大小: (A)F2OCO2 (B)C2H6、CH3NH2 (C)BF3、NF3 (D)H2O、HF 。(>、<、<、>) 4.下列各種分子中,屬於極性分子的有 (A)CH4 (B)CH3Cl (C)CH2Cl2 (D)CHCl3 (E)CCl4。(BCD) 5.下列各種分子中,具有極性的是 (A)三氟化硼(BF3) (B)氨(NH3) (C)二氧化碳 )

(CO2 (D)三氧化硫(SO3) (E)丙酮(CH3COCH3)。(BE)

6. 下 列 關 於 BeF2、 BF3、 CF4的 各 項 比 較 中 , 正 確 的 是 (A) 鍵 的 偶 極 矩 F C F B F Be      (B) 分 子 偶 極 大 小 BeF2 BF3 CF4 (C) 鍵 角 4 3 2 BF CF BeF    (D)中心原子之混成軌域依序是spsp2sp3 (E)分子之形狀依 序為直線形、三角錐形、四面體形。(ACDE) 7.下列各種化合物中,具有分子偶極矩(極性分子)的是 (A)BF3 (B)NH3 (C)CH4 (D) 4 CCl (E)S2Cl2。(BE) 8.下列各種分子中,具有極性共價鍵且屬於非極性分子的是 (A)BF3 (B)CH4 (C) 5

PCl (D) CF4 (E)BeH2。(ABCDE)

9.下列各種分子中,其化學鍵不具有極性的是 (A)H2 (B)Cl2 (C)N2 (D)HCl (E) O H2 。(ABC) 10.下列各分子中,屬於極性分子的是 (A)水(H2O) (B)三氟化硼(BF3) (C)四氟化碳 ) (CCl4 (D)三氟化氮(NF3) (E)氮(N2)。(AD) 11. 下 列 各 離 子 中 , 具 有 共 振 結 構 的 有 (A)  4 NH (B) 2 4 SO (C)  3 NO (D) 2 3 CO (E)  2 2PO H 。(ABCD) 12.下列各分子的電子點式中,每一個原子(氫原子除外)均遵循八隅體規則的有 (A)BH3 (B)N O2 4 (C)SF6 (D)O3 (E)NO2。(97 指考) <Exercise Chapter 1> 一、單一選擇題 1. 下 列 中 性 氣 態 原 子 或 離 子 移 去 1 個 電 子 所 需 能 量 大 小 比 較 , 何 者 正 確 ? (A) F ClBr (B)Li Be B (C)F O N  (D)Na Ne F 。(D)

數據

圖 1 8   元素性質與週期表的關係 22.下表為週期表的一部分:

參考文獻

相關文件

教學模式 PPT、教具、學習單 教材資源 盡在多媒 體光碟  搭配章節 2-2 原子的結構 教學時數 50 分鐘 操作時機

綜觀試題的章節分布,第一章到第三章的內容一共占了 70%,比去年高出 28%,大多集中在第壹 部分,有略為偏重。跨章節與跨科題型各占 18%與

第八週 種子的萌發 種子萌發的機制 第九週 種子的萌發 種子萌發的機制 第十週 種子的萌發 種子萌發的機制 第十一週 種子收集 實際收集種子與觀察 第十二週

包括具有藥理活性的高分子和低分子藥物高分子化或

是由兩個相等的碳原子均等地共用兩個鍵結電子 然而 有很多化學鍵結不是完全的離子鍵,也不是完全的共價 鍵,而是介於這兩種極端之間,這種鍵結稱為極性共價 鍵(polar

雖然水是電中性分子,然其具正極區域(氫 原子)和負極區域(氧原子),因此 水是一種極 性溶劑

一般而言,物質的黏度與流體間的凝聚 力和分子間的動量轉移率有關。液體分子與

一般而言,物質的黏度與流體間的凝聚 力和分子間的動量轉移率有關。液體分子與