高中・主題學習核心單元:化學鍵與分子結構課綱 化學鍵與分子結構 ↗
課本對照與先備概念

對照關鍵詞:VSEPR、電子域、孤電子對、分子極性。出版社的章名、章次與學期安排可能不同,請以手邊課本為準。

先備概念:價電子、共價鍵、路易斯結構與電負度。

依先備概念選用;高中必修與加深加廣的安排請對照手邊課本。本頁不預設各出版社的冊次。

化學 / 化學鍵與分子結構

分子形狀、鍵偶極與極性

從電子域走到立體形狀,再用向量合成判斷分子極性。

第 1 節 / 共 3 節

雙鍵算兩個電子域嗎?

H₂O 折線形 鍵角 104.5°HHO••••鍵結域 2孤電子對 2淡紫:孤電子對示意;不代表實測電子雲

H₂O:4 個電子域、2 對孤電子;折線形;有淨偶極。

觀察 → 推導 → 理解

先數電子域

先畫路易斯結構、配足總價電子,再數中心原子周圍的電子域。單鍵、雙鍵與三鍵各視為一個鍵結域;一對孤電子也是一域。

VSEPR 以電子域互相排斥作為形狀判斷模型。CO₂ 有兩個鍵結域;H₂O 有兩個鍵結域加兩對孤電子;NH₃ 有三個鍵結域加一對孤電子;CH₄ 有四個鍵結域。

電子域數=鍵結域數+孤電子對數\text{電子域數}=\text{鍵結域數}+\text{孤電子對數}

先數電子域,再判斷電子域排列;不能只數連了幾顆原子。

想一想:水分子中心氧原子周圍有幾個電子域?
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重點問答

雙鍵算兩個電子域嗎?

先畫路易斯結構、配足總價電子,再數中心原子周圍的電子域。單鍵、雙鍵與三鍵各視為一個鍵結域;一對孤電子也是一域。 VSEPR 以電子域互相排斥作為形狀判斷模型。CO₂ 有兩個鍵結域;H₂O 有兩個鍵結域加兩對孤電子;NH₃ 有三個鍵結域加一對孤電子;CH₄ 有四個鍵結域。

同樣四個電子域,分子形狀為何不同?

四個電子域傾向四面體排列,但分子形狀以原子位置命名,不把孤電子對當成原子。CH₄ 為正四面體,NH₃ 為三角錐,H₂O 為折線形。 孤電子對與鍵結電子的排斥差異會改變鍵角。圖中採近似實際鍵角:水約 104.5°、氨約 107°、甲烷約 109.5°;旋轉是換觀察角度,不是讓鍵任意彎曲。

具有極性鍵,是否一定是極性分子?

化學常用的鍵極性箭頭由較正端指向較負端;本頁以此方向示意,不混用物理偶極矩的相反定義。分子是否有淨偶極,需把空間中的各貢獻合成。 CO₂ 的兩側相同、方向相反而抵消;H₂O 的折線形使兩鍵貢獻無法抵消。CH₄ 四面體對稱而無淨偶極;NH₃ 則有。箭頭為定性示意,不用鍵箭頭的簡單加總預測實測偶極數值。

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