判断极性分子(向量)

一 、離子鍵、共價鍵與金屬鍵
化學鍵種類：
＊ 1. 實驗式又稱為簡式，僅表示出種類及其最簡整數比。 ＊ 上述原子間作用力屬強化學鍵，還有兩種弱化學鍵-氫鍵、凡得瓦力。 離子鍵或共價鍵：氫鍵：凡得瓦力的能量≒100：10：1（僅供參考）


一 、離子鍵、共價鍵與金屬鍵
各種晶體之組成粒子及性質比較：

範例 - 1 下列各物質具有何種化學鍵？ (甲) CH3OH ( 乙) H 2O (丙) NH4Cl ( 丁) P 4
(戊) HNO3
(己)金剛石
(庚) C60
(辛) SiO2
(壬) CH3CH2COONa
解答：(甲)共價鍵 (乙)共價鍵 (丙)離子鍵與共價鍵 (丁)共價鍵 (戊)共價鍵 (己)共價 (庚)共價鍵 (辛) 共價鍵 (壬)離子鍵與共價鍵
(c)對二甲苯(非極性)
例： 2-丁烯

(a)順-2-丁烯(極性)
(b)反-2-丁烯(非極性) 圖2-1-8

範例 - 3
下列何者為非極性分子？ (A) H－Cl (B) O＝C＝O (C) (D)
解答： (B)

範例 - 4
比較下列分子極性之大小。 (A) H—Be—H (B)
甚多，極性僅為其中一種，判斷時慎用。
參考資料 一、極性共價鍵的具有永久電偶極，大小 稱為電偶極矩 (μ) 二、電偶極矩 (μ) ＝分子內兩原子間移轉的部分電荷 (δ)× 鍵 長 (r) ⇒ μ以德拜 (Debye，簡稱D) 為單位，δ以 庫倫 (C) 為單位。



五、分子極性大小判斷
(一) 極性分子＞非極性分子

範例 - 5 下列分子或離子中何者具有極性？ (1) PCl3 (5) SO2 (6) SO3 (10) CO32－ (11) SO32－ (2) NH3 (7) CO2 (12) SO42－ (3) C2H2 (8) NO2－ (4) O3 (9) NO3－

解答：極性：1、2、4、5、8、11

(C)

順-1，2-二氯乙烯 2-二氯乙烯
反-1，
解答： (A) H2S＞BeH2 (B) PH3＞BF3 (C) 順-1，2-二氯乙烯＞反-1，2-二氯乙烯
【解析】 由鍵偶極向量和可知，極性大小 極性分子＞非極性分子。

類題 - 4 試判斷下列二氯苯異構物之極性大小。
＊下列問題，建議配合 2-2 價鍵理論，在學習完分子的 立體形狀判斷後，再做練習。 解答：鄰位＞間位＞對位
解答： (A)(C)


類題 - 2 設有元素 W、X、Y 和 Z， 其原子序各為14、17、18 和19，
則下列敘述何者正確？

(A) Y 與 Z 原子作用會形成離子鍵 (B) X 與 Z 原子作用會形成離子鍵


(C) X 與 X 原子作用會形成共價鍵之分子
(D) W 原子間共價鍵結成為固體 (E) W 與 X 原子作用形成離子鍵
第 2 題
下列分子極性大小比較，何者錯誤？ (A) H2S＞BeF2
(B) NH3＞SO3
(C) CO2＞CO
解答： C
(D)順-1,2-二氯乙烯
【解析】 ＞反-1,2-二氯乙烯 (A)H2S(極性)＞BeF2(非極性) (B)NH3(極性)＞SO3(非極性) (C)CO2(非極性)＞CO(極性) (D)順－1,2－二氯乙烯(極性) ＞反－1,2－二氯乙烯(非極性)

範例 - 2 甲、乙、丙、丁四元素之原子序分別為15、16、18、 20，則下列的敘述何者正確？ (A)四元素中，丙最不易與其它元素化合 (B)甲與丁可以共價鍵形成穩定化合物 (C)乙與丁以離子鍵結合，其化合物熔點高 (D)常溫常壓下，甲物質以金屬鍵形成晶體 (E)丁物質固態及熔融態不能導電，但水溶液可導電
可 用 由 正 電 荷 指 向 負 電 荷 的 向 量 來 表 示 。
一 組 電 偶 極 的 電 荷 分 布 與 極 化 程 度 ，
極 化 現 象

(一)共價鍵依有無極性可區分為 1. 極性共價鍵 ：

不同的原子 形成共價鍵時，由於電負度的差異，
電子雲的分布將傾向電負度大的一方 ， 而引起極化現象，形成電偶極而具有極性。
解答： (B)(C)(D)


二 、共價鍵的極性與電偶極
分子的極性與化學鍵一樣，都能影響許多物質的物 理與化學性質，如互溶性、熔沸點或反應性等。
(一) 極化現象



部分正負電荷分離的現象。
例如以一帶電體接近一金屬導體之後，引起的靜電感應， 即為一種極化現象。而一組正電荷與負電荷的配對稱為 電偶極。


範例 - 6 下列分子或離子中何者具有極性？ (A) HClC＝CHCl（順式）


(B) H2O2
(C) N2F2（反式） (D) N2H4 (E) C2O42－
解答：(A)(B)(D)

類題 - 6


下列何項兩者均為極性分子？ (A) O3、H2O2 (B) CH2Cl2、順-1,2-二氯乙烯 (C) PH3、CH4 (D) CCl4、HCl (E) OF2、HF
解答： C 【解析】
(E)P4，PCl5
(A)NF3 極性分子 (B)H2S 極性分子 (D)SF4 極性分子 (E)P4 的鍵無電偶極
第 1 題
下列何種分子不具永久電偶極？ (A) 1，1-二氯乙烯 (B)二硫化碳 (C)對二氯苯 解答： BC
【解析】
(D)苯胺
(E)二氯甲烷
第 2 題
下列分子或離子，何者含有極性共價鍵， 但其偶極矩為零？ (A) BeCl2 (C) NH3 (B) NO3－ (D) NF3
(E) ClO4－
解答： ABE
第 3 題
下列各分子，何者為極性分子？ (A) 反式 CH3CCl＝CClCH3 (B) (D) SO3 O3 (C) (E) SF4 XeF4 解答： CD
【解析】 (C)dsp3 混成，蹺蹺板形，極性 (E)d2sp3 混成，平面四方形，非極性1. CLeabharlann ＞CO2 2. NH3＞BF3

(二) 分子形狀相同時
鍵結原子的電負度差愈大，則分子極性愈大。

分子極性大小：HF＞HCl＞HBr＞HI 、 H2O＞H2S＞H2Se＞H2Te

(三) 同分異構物中，可由結構差異判斷向量和大小： 例：二甲苯之異構物
(a)鄰二甲苯(極性較大)

(b)間二甲苯(極性較小) 圖2-1-7
當分子內無極性鍵或有極性鍵，但分子結構對稱， 使各個極性鍵的電偶極向量和為零時，整個分子內，電 荷的正電荷中心與負電荷中心重疊，無極化現象，為非 極性分子。 反之，有極性鍵，且向量和不為零，則為極性分子。


四 、極性分子的特性
(一) 在電場中，因靜電力作用而呈特定排列，
如圖2-1-6。 (二) 同性互溶 極性大的溶質與極性大的溶劑，互溶性通常較好。 例：丙酮與水。
第 3 題
下列哪一組全是極性分子？ (A) HCl，CCl4，NH3 (B) CO2，H2O，CHCl3
(C) NH3，CHCl3，HCl
(D) H2O，CS2，CHCl3
【解析】 (A)CCl4（非極性） (B)CO2（非極性） (D)CS2（非極性） 解答： C
第 4 題
下列何組分子，其鍵均具電偶極， 但均為非極性分子？ (A)NF3，BF3 (C)CO2，SO3 (B)BeF2，H2S (D)SiCl4，SF4



(三) 沸點較高
同分異構物中，極性大的分子，分子間作用力較大， 故沸點通常較高。
例：沸點： 順-二丁烯＞反-二丁烯。 註：溶解度、熔沸點的影響因素
⇒將一單位正電荷與一單位負電荷 相距1Å，規定其偶極矩為4.8D。 4.8D = 1.6× 10−19(C) × 10−10(m)， 1D = 3.33× 10−30(C⋅m)
解答：(A)(B)(E)
【解析】
(B)由於O－O 之間為單鍵可旋轉，兩O－H 鍵向量和不為零 (C)N－ N 間為雙鍵，整個分子共平面，故向量和為零 (D)N－N 間為單鍵 可旋轉，向量和不為零 (E)四個C－O鍵有共振，鍵級皆相同；雖C －C 鍵為單鍵可旋轉，但C 為sp2 混成，使得同一個C 上的兩個C－ O 鍵偶極向量和將指向另一個C 原子，而使得整個分子向量和為零
第 1 題
甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結構， 而不是平面四方形，可由下列何項事實證明？
(A) CH4 是非極性分子
(B) CH4 中的四個共價鍵的鍵角和鍵長都相等 (C) CH2Cl2 不存在同分異構物 物
解答： C
(D) CHCl3 不存在同分異構
【解析】 (A)CH4 不論為正四面體或平面四方形，皆為非極性分子 (B)CH4 的鍵角和鍵長皆與結構無關， (C)CH2Cl2 若為平面分子，則將存在兩種同分異構物； 為四面體形時，則不存在異構物 (D)CHCl3不論為正四面體或平面四方形，皆不存在異構物1
例：H－Cl、C≡O

因電負度 Cl＞H，電子雲分布較傾向Cl 原子， 形成一組Cl 有些許負電荷，H 有些許正電荷的 電偶極。以向量表示時，則由H 指向Cl。
2. 非極性共價鍵：相同原子形成共價鍵時， 由於電負 度相等， 電子雲在 兩原子間均勻分布， 無極化現



三 、分子極性與形狀
分子的極性需以分子整體的電荷分布描述。