基础化学(二)教学CH1物质构造

1、高中基礎化學(二)領航講義第一章物質構造1-1八隅體與路易斯結構高中基礎化學(二)領航講義一、八隅體規則一、八隅體規則(一)價電子：原子核外的最外層電子稱為價電子，價電子易參與化學反應，且同族元素具有相同的價電子數。(二)元素的電子點式：以元素符號表示元素原子核及其內層電子，用 表示原子價殼層的電子，稱為電子點式。高中基礎化學(二)領航講義一、八隅體規則一、八隅體規則1.下表為週期表中第一週期至第四週期A 族元素的電子點式：高中基礎化學(二)領航講義一、八隅體規則一、八隅體規則2.由原子的電子點結構可得知該元素有多少個價電子，以及這些價電子中有多少個是成對的。例如：氯有三對成對的電子與一個未成

2、對的電子，碳有四個未成對的電子。3.成對的價電子相當穩定，通常不會與其他原子結合。而未成對的電子，常有強烈的趨勢要參與化學結合。本章中所討論的化學鍵，都是由未成對的價電子間互相共享或得失電子而形成的。高中基礎化學(二)領航講義一、八隅體規則一、八隅體規則(三)八隅體規則1.路易斯發現惰性氣體在常溫下為單原子狀態，不與其他原子反應，此特殊的穩定在與其價殼層電子完全填滿有關。惰性氣體除了氦（He）2 個電子外，其餘皆有8 個價電子，稱為八隅體。高中基礎化學(二)領航講義一、八隅體規則一、八隅體規則2.原子藉著電子的得失或共用，滿足其最外層的電子排列，與鄰近的惰性氣體一樣擁有8 個價電子，而形成穩定

3、的粒子，稱為八隅體規則。例1：氫分子高中基礎化學(二)領航講義一、八隅體規則一、八隅體規則例2：氟化氫分子高中基礎化學(二)領航講義例3：水分子一、八隅體規則一、八隅體規則高中基礎化學(二)領航講義一、八隅體規則一、八隅體規則由上可知，氫原子僅能提供1 個電子和其他原子共用結合；氟原子也僅能提供1 個電子與其他原子共用結合。第二週期元素與氫或氟結合的化合物表如下：高中基礎化學(二)領航講義(一)路易斯結構的表示法1.以元素符號周圍加上點的符號，來表示原子結合時價殼層的電子分布，稱為電子點式，現通稱為路易斯結構。2.路易斯結構中，兩原子間共用的價電子對稱為鍵結電子對，原子的價殼層上未參與鍵結的電

4、子對稱為未鍵結電子對或是孤電子對。例如水的路易斯結構：二、路易斯結構二、路易斯結構高中基礎化學(二)領航講義3.鍵結電子對常用短線表示：(1)用一條短線 表示共用一對電子，稱為單鍵。如(2)用兩平行短線= 表示共用二對電子，稱為雙鍵。如(3)用參平行短線 表示共用三對電子，稱為參鍵。如二、路易斯結構二、路易斯結構高中基礎化學(二)領航講義(二)常見分子或離子的化學式、結構式及路易斯結構式表示法二、路易斯結構二、路易斯結構高中基礎化學(二)領航講義(二)常見分子或離子的化學式、結構式及路易斯結構式表示法二、路易斯結構二、路易斯結構高中基礎化學(二)領航講義1.當兩個原子結合成穩定的粒子時，原子之

5、間必有相互作用力存在，這種原子與原子間的吸引力稱為化學鍵。2.形成化學鍵時，必有能量的釋出；破壞化學鍵時，則需吸收能量，此一能量稱為化學鍵能。3.通常化學鍵的鍵能約在1001000 kJ/mol，化學鍵包括離子鍵、共價鍵及金屬鍵。三、化學鍵三、化學鍵高中基礎化學(二)領航講義試以路易斯電子點式表示下列各原子或離子：Cl F Na N Na+ Cl 。高中基礎化學(二)領航講義解析：路易斯電子點式：以元素符號表示元素原子核及其內層電子，以點表示外層價電子，成對或不成對電子分別點在元素符號四周。由上可知同一族元素其價電子數相同，其電子點式亦相同，如高中基礎化學(二)領航講義試寫出氯化鎂的電子點式表

6、示法及化學式。高中基礎化學(二)領航講義解析：化學式可按照下列步驟書寫：Cl為非金屬，Mg為金屬，它們形成的鍵結為離子鍵。Mg 的電子排列為（2，8，2），容易失去二個電子成為Mg2+，Cl的電子排列為（2，8，7），希望得到一個電子成為Cl。寫出不帶電的化學式，應由一個鎂離子和二個氯離子組成電中性的物質，其化學式為MgCl2。1. 寫出化合物之電子點式：高中基礎化學(二)領航講義試寫出氟化氮的化學式及其電子點式的表示法。高中基礎化學(二)領航講義解析：氟化氮的化學式，可依下列步驟完成。N 為非金屬，F 亦為非金屬，它們的鍵結為共價鍵。N 的電子排列為（2，5），若得到3個電子可形成鈍氣組態。

7、F 的電子排列為（2，8，7），需要1個電子方可形成鈍氣組態。每個氮原子必須和三個氟原子共用電子，故其化學式為NF3。1. 其電子點式可表示為：高中基礎化學(二)領航講義第一章物質構造1-2離子化合物高中基礎化學(二)領航講義一、離子鍵一、離子鍵(一)離子鍵的形成離子鍵是由於組成原子間發生電子轉移，形成陰離子與陽離子，藉著陰陽離子間的靜電引力而相互吸引結合而成的化學鍵。今以氯化鈉為例，說明如下：高中基礎化學(二)領航講義一、離子鍵一、離子鍵(一)離子鍵的形成金屬鈉原子易失去1 個電子，形成鈉離子；非金屬氯原子容易得到1 個電子，形成氯離子，鈉離子與氯離子藉靜電引力結合形成離子鍵。高中基礎化學(

8、二)領航講義(二)離子的特性帶電的原子或原子團稱為離子，可分為單原子離子及多原子離子。1.單原子離子：(1)活性大的金屬元素（如IA、IIA 及IIIA 部分元素），易失去電子形成帶正電荷的陽離子，這些陽離子都具有和前一週期惰性氣體相同的電子分布，如：一、離子鍵一、離子鍵高中基礎化學(二)領航講義(2)活性大的非金屬元素（如VIIA、VIA 及氮、磷），易得到電子形成帶負電荷的陰離子，這些陰離子都具有和同一週期惰性氣體相同的電子分布，如：一、離子鍵一、離子鍵高中基礎化學(二)領航講義(3)單原子離子的電荷數與週期表的關係：一、離子鍵一、離子鍵高中基礎化學(二)領航講義2.多原子離子：(1)常見

9、的多原子離子：有些為陰離子，如氫氧根離子（OH）、硝酸根離子（NO3）、碳酸根離子（CO32）、硫酸根離子（SO42）、磷酸根離子（ PO43）等；有些為陽離子，如銨根離子（ NH4+）。(2)多原子離子內的原子多藉共價鍵互相結合，但是陰陽離子間則以離子鍵結合。一、離子鍵一、離子鍵高中基礎化學(二)領航講義一、離子鍵一、離子鍵(三)離子鍵的形成與能量的關係1.電量為e的兩個正負離子由無窮遠處逐漸靠近至距離為r 時，庫侖引力造成兩個電荷間能量降低，如下圖(A)所示。這個引力位能會隨距離縮短而降低。離子鍵形成時作用力與能量的關係高中基礎化學(二)領航講義一、離子鍵一、離子鍵(三)離子鍵的形成與能量

10、的關係2.當兩個離子相當靠近而使外圍電子開始占據相同空間時，排斥力就會產生，而且這個排斥力會隨著距離的縮短而急遽增大，如下圖(B)所示。離子鍵形成時作用力與能量的關係高中基礎化學(二)領航講義一、離子鍵一、離子鍵(三)離子鍵的形成與能量的關係3.由於兩個離子的淨位能是吸引位能與排斥位能的總和，如下圖(C)所示。當淨位能最低時，兩個離子間的距離r0。即是形成離子鍵最穩定的距離，這距離也就是離子鍵的鍵長。離子鍵形成時作用力與能量的關係高中基礎化學(二)領航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性(一)離子晶體的形成1.離子晶體是陽離子及陰離子的三次元排列，在任何晶體中，離子的特性排列都顯示，須

11、使相異電荷離子間引力作用力為最大，而相同電荷離子間的相斥作用力為最小，晶體中各離子都被相反電荷離子所包圍。高中基礎化學(二)領航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性(一)離子晶體的形成2.在氯化鈉晶體中（如下圖），每個Na+ 被6 個Cl 包圍，每個Cl 也與6 個Na+ 相鄰而成。陽離子與陰離子的交錯排列，使得位能達到最低。氯化鈉晶體高中基礎化學(二)領航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性(一)離子晶體的形成3.離子化合物的化學式常以構成離子的種類與最簡整數比來表示，因此離子化合物只以簡式表示而沒有分子式，如下表所示。高中基礎化學(二)領航講義二、離子化合物的特性二、離子化

12、合物的特性(二)離子化合物的特性1.離子化合物中各離子的性質與其單獨存在的元素、性質完全不同。【明】氯化鈉是鈉也是氯，是一堆鈉子與氯子共同形成的獨特物質，有自己的物及化學性質。高中基礎化學(二)領航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性(二)離子化合物的特性2.離子化合物中，離子間的靜電引力相當強，而造成其特有的物理性質如下：(1)在常溫下均為固體。(2)熔點及沸點均甚高。(3)固態不導電、熔融態（液態）或溶於水（水溶液）能導電。【明】 1.子固體之正、負子被束縛在晶格上，無法自由移動，故子固體是熱和電的導體。高中基礎化學(二)領航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性【明】2.子

13、固體熔化時子鍵被破壞，形成可自由移動的正、負子，具有導電性。3.鍵能E 在同晶形下：(1)q1、q2愈大，鍵能愈強（q1、q2分別為陽子與陰子所帶的電）。(2)r表鍵長，鍵長愈短，鍵能愈大（r鍵=r+（陽子半徑）+ r（陰子半徑）。高中基礎化學(二)領航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性【明】4.子固體MX(s)溶於水時與水分子產生水合作用，形成水合子M+(aq)、X(aq)（如下圖），水合子可自由移動，故能導電。M+和X的水合子高中基礎化學(二)領航講義(二)離子化合物的特性3.質硬且脆，沒有延性和展性。【明】施加壓使子層為移動，則原存在於子間的引變為斥而使晶體碎。二、離子化合物的

14、特性二、離子化合物的特性子固體遭受敲擊斷高中基礎化學(二)領航講義下列電子排列的甲、乙、丙、丁四種元素中，哪兩者容易互相結合成離子固體？ (甲) （2，8，1）；(乙) （2，8，4）； (丙) （2，8，5）；(丁) （2，8，7）(A)丙丁 (B)乙丙(C)甲丁 (D)乙丁。高中基礎化學(二)領航講義(C)。解析：由電子排列可知，甲、乙、丙、丁分別為Na、Si、P、Cl。金屬性顯著的元素與非金屬性顯著的元素可互相結合成離子固體，所以甲與丁易形成KCl 離子化合物。非金屬性顯著的元素間易形成共價分子，如丙與丁形成PCl3，乙與丁形成SiCl4 等。高中基礎化學(二)領航講義下列有關氯化鈉晶體

15、的敘述，何者正確？NaCl 分子是氯化鈉晶體的最小單位晶體中的Na+ 與Cl 的電子數，恰好一樣多 晶體中的Na+ 與Cl 均擁有惰性氣體原子的電子數目 氯化鈉晶體中異電荷離子的靜電引力恰等於同電荷離子的靜電斥力，故十分穩定。 【91 學測】高中基礎化學(二)領航講義(C)。解析：(A)氯化鈉為離子化合物，不是分子；NaCl 為簡式，不是單獨分子。(B)Na+有10 個電子，Cl有18 個電子。(C)Na+與惰性氣體Ne 有相同的電子數；Cl與惰性氣體Ar 有相同的電子數。(D)離子晶體的堆積，使異性電荷離子的靜電吸引力最大，而同性電荷離子的靜電斥力最小，能量低而安定。高中基礎化學(二)領航講

16、義金屬性顯著的元素與非金屬性顯著的元素所形成的化合物，其特徵正確者為無一定的晶體結構熔點高易形成長鏈形之分子常溫時即可導電，溫度升高導電度降低熔融時可導電。高中基礎化學(二)領航講義(B) (E) 。解析：1.金屬與非金屬元素間易形成離子化合物。2.離子晶體具有下列幾項特質：(1)離子晶體具有一定的結晶面及一定晶形。(2)純的離子晶體，一般為透明無色，但有下列三種情形時， 晶體可能具有顏色： 含過渡元素的離子晶體如KMnO4（紫），CuSO45H2O（藍），K2Cr2O7（橙色）； 含有雜質可能有顏色； 結晶缺陷可能有顏色。(3)熔、沸點很高。(4)固態不導電，熔融或水溶液可導電。(5)質硬且

17、脆，無延性和展性。(A)離子固體有一定晶形及晶面。(C)離子晶體是連續的主體結構，無分子存在。(D)離子化合物常溫時為固體，固態時不能導電。高中基礎化學(二)領航講義已知各離子的半徑如下：Na+ 0.095 nm，K+ 0.103 nm，Mg2+ 0.065 nm，Ba2+ 0.135 nm，F 0.136 nm，I 0.216 nm，O2 0.140 nm（1 nm=109m），則下列離子鍵能的大小比較，何者正確？(A) MgOBaO(B) MgONaF(C) KFNaF(D) NaIKI(E) NaFBaO。高中基礎化學(二)領航講義(A) (B) (D) 。解析：電量為q1、q2 的兩個

18、正負離子，由無窮遠處靠近至距離為 r 時，庫侖引力造成兩個電荷間能量降低 ，此放出能量愈大，則鍵能亦愈大。. 。由上表知，離子鍵的強度由以下兩項因素共同決定：離子所帶電荷數愈多，離子鍵愈強。鍵長（半徑和）愈大，離子鍵愈弱。所以離子鍵強度：MgOBaONaFKFNaIKI。高中基礎化學(二)領航講義第一章物質構造1-3共價化合物高中基礎化學(二)領航講義一、共價鍵的形成與性質一、共價鍵的形成與性質(一)共價鍵的形成兩個結合原子藉電子對的共用，而使各原子達成穩定鈍氣組態。由於兩原子間共用的電子同時受到兩原子核所吸引，而使原子結合在一起。此種利用電子共用而結合的鍵結稱為共價鍵。今以力與能量觀點說明H

19、2共價鍵之形成（如下圖：高中基礎化學(二)領航講義一、共價鍵的形成與性質一、共價鍵的形成與性質氫原子形成氫分子時作用與能的關係高中基礎化學(二)領航講義一、共價鍵的形成與性質一、共價鍵的形成與性質1.兩氫原子相距無窮遠時，兩氫原子無交互作用，此時位能訂為0。2.兩氫原子由無窮遠處靠近時，原子核與電子間的引力大於原子核間及電子間的斥力，系統位能降低。3.當兩原子核間相距74 pm 時，位能達最低點，為436 kJ/mol，此時氫分子（H2）最穩定。(1)兩原子核間的平均距離74 pm，稱為鍵長。(2)降低能量436 kJ/mol，稱為鍵能。4.若兩原子繼續靠近，此時斥力引力，位能急遽上升，使氫分

20、子趨於不穩定。高中基礎化學(二)領航講義一、共價鍵的形成與性質一、共價鍵的形成與性質(二)共價鍵的性質1.非金屬原子與非金屬原子結合時，容易形成共價鍵結。2.由於鍵結原子對共用電子對吸引程度的異同，可將共價鍵分為非極性鍵與極性鍵。(1)非極性鍵：相同兩非金屬原子鍵結時，共用電子對被兩個相同的原子均等共用，此種均等共用電子對的共價鍵稱為非極性鍵。例如：氫分子中，兩個氫原子核吸引鍵結電子對的能力相同，形成共價鍵的電子在氫原子核間均等共用，如右圖所示。高中基礎化學(二)領航講義一、共價鍵的形成與性質一、共價鍵的形成與性質(2)極性鍵：兩不同非金屬原子鍵結時，共用電子對被兩個原子不均等共用，電子偏向對

21、電子吸引力較大的原子，這種電子分布不均勻、不對稱的共價鍵，稱為極性鍵。例如：在氟化氫分子中，氟原子核對共價鍵電子對吸引的能力比氫原子大，使得共價鍵的電子在兩個鍵結原子核間形成電荷分布不均勻。接近氟原子核的一端電子分布較多，帶部分負電荷，以表示；在靠近氫原子核的一端電子分布較少，帶部分正電荷，以+表示。部分電荷分離的現象稱為極性，此種電荷分布不均的共價鍵，稱為極性鍵，通常以向量表示（如上圖）。高中基礎化學(二)領航講義一、共價鍵的形成與性質一、共價鍵的形成與性質3.兩鍵結原子吸引共用電子對的能力相差愈大者，其鍵極性就愈大。如：HFHOHNHC；HFHClHBrHI。原子吸引鍵結電子對的能與週期表

22、的關係：同元素，原子序增大，則漸增。同族元素，原子序增大，則漸減。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物(一)分子概說1.分子是由原子所組成，是構成物質而具有物質特性的最小粒子。2.分子性質決定於組成原子的種類、數目及排列方式。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物(二)分子物質非金屬元素間易形成分子物質，可分為元素分子與分子化合物。1.元素分子：由一種原子所組成的分子，如：氫（H2）、氧（O2）、白磷（P4）及金剛石（C）等。2.分子化合物：由兩種或兩種以上原子所組成的分子，如：水分子（H2O）、甲烷（CH4）、葡萄糖（C6H12O6）等。高中基礎化學(二)領

23、航講義二、分子化合物二、分子化合物(三)分子的路易斯結構1.路易斯結構的畫法：欲寫出路易斯結構，依下列程序完成。(1)先計算化學式中各原子含有價電子數之總和，若為陽離子需減去失去的電子數，若為陰離子需加入所得的電子數。例：PCl3：5+73=26；NH4+：5+41=8；SO42：6+64+2=32。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物(2)由化學式中各元素書寫的順序推測元素鍵結順序。例：HCN 表示H 連接C 再接N；一些帶電荷的離子如：CO32、SO42、NH4+ 等之第一個元素為中心原子，其餘為外圍鍵結原子。一般中心原子通常為價較大或氧化較高的原子。(3)中心原子與鍵結

24、原子之間，先以單鍵連接。(4)先使每一個鍵結原子完成八隅體（H 原子只需二個電子）。(5)將剩餘的價電子寫在中心原子。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物(6)若無足夠的價電子使中心原子完成八隅體，則中心原子與鍵結原子間可能有雙鍵或參鍵存在。此時可將鍵結原子上未鍵結電子對，一對或多對視情形的需要轉變成鍵結電子對，使中心原子達到八隅體。例1： HCN 路易斯結構(1)價電子總數=1+4+5=10。(2)HCN（二個單鍵，用去四個價電子）。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物例1： HCN 路易斯結構(3)HCN（將剩餘六個電子寫在N 上，使N 完成八隅體，H

25、只需2個，不需再另加電子）。(4)價電子用完而中心C 原子未達八隅體，尚差四個電子，因此必需移動N 原子上兩對未鍵結電子對，作為鍵結電子對，使C 與N 之間變成參鍵，HC N ：。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物例2：ClO3路易斯結構(1)價電子總數7+36+1=26。(2) （Cl 與三個O 形成三個單鍵，用去6 個價電子）(3)（使每一個鍵結原子O 完成八隅體，用去18 個價電子）(4)26 618= 2 。將剩餘的2 個電子，寫在中心Cl原子上，Cl 原子恰符合八隅體高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物2.原子數相同，價電子總數亦相同的分子或離子

26、互稱為等電子體，具有等電子體的分子或離子其路易斯結構相同，如：N2、CO、CN 皆為兩個原子的價電子總數為10 的等電子體，其路易斯結構分別為：N N 、：O：、：CN： 。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物(四)極性分子與非極性分子1.非極性分子：分子中各鍵鍵極性的向量和為零，此分子不具極性，是為非極性分子。例如二氧化碳為一直線形分子，兩鍵鍵極性大小相等，方向相反，互相抵消，故向量和為零，是非極性分子，如下圖所示。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物2.極性分子：分子中各鍵鍵極性向量和不為零，此分子具有極性，是為極性分子。例如：水分子中，每一個氫氧鍵都有

27、相當大的鍵極性，因為氫與氧對共用電子吸力差異很大，且水分子形狀是彎曲的，所以兩個鍵極性不像CO2分子可以互相抵消，氫氧鍵鍵極性向量和即為整個水分子的極性，如右圖所示。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物3.電子不均勻分布，分子就有極性，故分子的極性決定於分子中各鍵極性與分子的幾何形狀。下表列出一些常見分子的極性。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物(五)分子物質的性質1.分子物質的組成單位為分子，在分子內原子以共價鍵結合，結合力很強，而分子間以微弱的分子間作用力維繫。故分子固體軟且鬆散，熔點、沸點低，熔融態不導電。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、

28、分子化合物2.分子物質在自然界呈現多樣的面貌，分子量小者在常溫常壓下多呈氣體，如H2、CH4、CO、NO、NO2、N2O 、HCl、CO2等。中等分子量的有機溶劑，如環己烷（C6H12）、乙酸（C2H4O2）、乙醚（C4H10O）、苯（C6H6）等。在常溫常壓下是揮發性液體；分子量更大者，如脂肪酸（C17H35COOH）、葡萄糖（C6H12O6）、蛋白質、核酸等，則常是非揮發性液體或固體。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物3.分子間的作用力會影響分子物質的熔點、沸點等物理性質，一般而言：(1)分子量愈大者，分子間作用力愈大，熔、沸點愈高。例：沸點大小：硫S8（256）磷P4

29、（124）氯Cl2 （71）氬Ar（36）；C4H10C3H8C2H6CH4。 （ ）內表該分子物質的分子。高中基礎化學(二)領航講義二、分子化合物二、分子化合物(2)分子是否極性：分子量相近時，極性分子的沸點常高於非極性分子。例：CO 與N2的分子量皆為28，但CO 的沸點比N2高是因為分子極性所致。高中基礎化學(二)領航講義三、網狀固體三、網狀固體原子間以共價鍵結合，形成無限延伸的立體結構者，稱為網狀固體。(一)網狀共價化合物石英的組成是二氧化矽，每個矽原子與四個氧原子以共價單鍵結合，而每個氧原子與兩個矽原子以共價單鍵結合，大量矽原子與氧原子以1：2 的比例在三度空間延伸，形成網狀固體。高

30、中基礎化學(二)領航講義三、網狀固體三、網狀固體下圖列出石英與碳化矽（俗稱金剛矽）的化學結構。石英（ 2 SiO ）和碳化矽（SiC）的結構高中基礎化學(二)領航講義三、網狀固體三、網狀固體(二)網狀共價元素碳有多種同素異形體存在，如金剛石、石墨、富勒烯、奈米碳管等。其中富勒烯（C60）為獨立的分子，其餘皆為共價網狀固體。1.金剛石：(1)金剛石為三度空間網狀固體，每個碳原子與相鄰的四個碳原子結合成四面體的結構。(2)共價鍵多而強且緊密，故硬度是所有已知物質中最大的，常用來製作切割及研磨工具。(3)鍵結電子無法自由移動，為絕緣體，且高熔點（3500）。高中基礎化學(二)領航講義三、網狀固體三、

31、網狀固體2.石墨：(1)石墨中的碳原子排列是層片狀結構，同一層的每一個碳原子與相鄰的三個碳原子以共價鍵結合成平面三角形，在二度空間延伸成以六角形聚集的平面結構，平面層再疊成三度空間的網狀晶體。(2)石墨的層片結構中，同一層內碳原子均以很強的共價鍵結合，具相當的強韌性，但層與層間沒有化學鍵，作用力弱，因此層與層間容易相對滑動，這種性質使得石墨可用作潤滑劑。(3)石墨為非金屬元素中唯一良導電的元素，常作為乾電池的電極，熔點高。高中基礎化學(二)領航講義三、網狀固體三、網狀固體3.奈米碳管：(1)由碳原子構成的中空碳管，有單層及多層結構，管徑僅有1100 nm。(2)具有許多特別的性質，導電度可高於

32、銅，強度可高於鋼鐵，質量輕且彈性佳，化學性質穩定，可加工製成新的光電元件。碳的網共價元素的結構高中基礎化學(二)領航講義碳十（C60）：俗稱富烯或巴克球，由60 個碳原子以共價結合形成20 個角形和12 個五角形，外形像英式足球的分子，如右圖所示。此項發現啟動米材域的研究。碳十（富烯）的球結構三、網狀固體三、網狀固體高中基礎化學(二)領航講義三、網狀固體三、網狀固體(三)網狀固體的特性1.網狀固體沒有獨立的基本單位，因此常以實驗式作為化學計量。例：石英的實驗式為SiO2，碳化矽的實驗式為SiC，金剛石、石墨的實驗式皆為C。2.網狀固體因共價鍵結構穩固，通常熔點及沸點很高。高中基礎化學(二)領航

33、講義四、各款晶體的比較四、各款晶體的比較化學家依物質形成的方式不同，將自然界晶體純質分為四大類 網狀固體、離子固體、金屬固體及分子固體。各類晶體的比較列於下表：高中基礎化學(二)領航講義下列哪一組物質是完全由共價鍵所形成的分子？(A) NO2 、HBr、NaOH(B) CO、NH3、F2(C) CuSO4 、H2O、CH4(D) CO2、BaCl2、I2(E) NH4Cl、HCl、PH3 。高中基礎化學(二)領航講義(B) 。解析：非金屬和非金屬原子間形成的分子為共價分子。(A)NaOH 為Na+ 和OH 間離子鍵所構成，而OH中O與 H是共價鍵結合而成。(C)CuSO4為Cu2+和SO42

34、間離子鍵所構成，而SO42 中S 與O是以共價鍵結合而成。(D)BaCl2 為Ba2+ 和Cl 間離子鍵所構成。(E) NH4Cl為 NH4+和Cl間離子鍵所構成，而NH4+中N與H是以共價 鍵結合而成。高中基礎化學(二)領航講義八種氮的代表性化合物：NH3、NO、NO2、N2H4、NH2OH、N2O、HNO2、HNO3，試回答下列問題：寫出NH3 、 N2H4 、 NH2OH合理的路易斯電子點式。N2O、NO、HNO2、 NO2 、HNO3的電子點如下圖，指出何者不符合八隅體規則？高中基礎化學(二)領航講義1. 。2. NO、NO2。解析：2. NO、NO2為奇數電子，不符合八隅體規則。高中

35、基礎化學(二)領航講義右圖表示氧分子的位能隨著其原子間距離變化的關係圖，下列對於O2分子之敘述何者正確？(A) O2的鍵長約等於AB(B) O2的解離能約等於CD(C) O O 間距離為AC 時，氧原子間的引力小於斥力(D) O O 間距離為AB 時，氧原子間的引力恰等於斥力(E) O O 間距離小於AC 時，氧原子間的斥力隨距離減小而增加。 【84 日大】高中基礎化學(二)領航講義(B) (E) 。解析：兩原子互相靠近而位能達最低時，斥力引力，所降低的能量即為共價鍵鍵能，兩原子核間之距離，即為共價鍵鍵長。(A)O2的鍵長AC。(C)O O間的距離AC 時，引力斥力。(D)O O間的距離AB時

36、，斥力引力。高中基礎化學(二)領航講義下列分子，何者含極性鍵的非極性分子？(A) CO(B) CO2(C) NH3(D) H2O(E) O2。高中基礎化學(二)領航講義(B) 。解析：兩不同原子鍵結時，共用電子對被兩個不同原子不均等共用，這種電子分布不均勻、不對稱的共價鍵，稱為極性鍵。故(A)(B)(C)(D)皆含極性鍵。分子中各鍵極性的向量和為零，此分子不具極性，為非極性分子。極性分子非極性分子(直線分子)極性分子(角錐形分子)極性分子(角形分子)非極性分子(直線分子)高中基礎化學(二)領航講義下列各組中二化合物沸點高低的比較，何者正確？N2 O2 CO N2 SiH4 CH4 (D) NH

37、3 CH4 (E) CH4 C2H6 。高中基礎化學(二)領航講義(B) (C) (D) 。解析：分子量較大者，通常沸點數較高，若分子量相近時，極性分子比非極性分子的沸點略高。(A)N2（分子量28），O2（分子量32），所以沸點 O2N2 。(B)CO（28），N2（28）；但CO為極性分 子而N2為非極性分子，所以沸點CO N2。(C)SiH4（32），CH4（16），所以沸點SiH4 CH4 。(D) NH3（17），CH4（16），又NH3為極性分子，CH4 為非極性分子，所以沸點NH3CH4。(E)CH4 （16）， C2H6（30），所以沸點C2H6CH4 。高中基礎化學(二)領航

38、講義下列反應皆為吸熱反應，何者之H 最大？(A) N2(g) 2N (g)(B) O2(g) 2O(g) (C) Cl2(g) 2Cl(g) (D) H2(g) 2H(g) 。高中基礎化學(二)領航講義(A) 。解析：1.X2(g) 2X (g) ，H表示共價鍵的鍵解離能。2. 鍵解離能大小受下列兩因素的影響：(1)鍵數愈多，鍵解離能愈大。所以參鍵（NN）雙鍵 （OO）單鍵（ClCl，HH）。(2)鍵數相同，鍵長愈長，鍵能愈小。所以ClClHH。高中基礎化學(二)領航講義關於石墨之結晶構造，下列選項哪些正確？(A)同層原子以共價單鍵結合，層與層間沒有作用力(B)每一碳原子與三個碳原子鍵結(C)

39、每一碳原子與其鄰近碳原子間之鍵角為120(D)部分價電子之狀態近於金屬晶體中之自由電子(E)為三次元網狀結構。高中基礎化學(二)領航講義(B) (C) (D) 。解析：(A)同層原子以1 鍵結合，層與層間以微弱的引力相吸。(B)(C)每個碳原子與相鄰的三個碳原子以共價鍵結合成平面三角形，在二度空間延伸成以六角形聚集的平面結構，平面層再疊成塊狀的外觀形狀。(D)石墨中部分價電子形成自由電子，可在層片狀中自由移動而導電。(E)為二次元片狀網狀結構。13高中基礎化學(二)領航講義第一章物質構造1-4金屬高中基礎化學(二)領航講義一、金屬鍵的形成一、金屬鍵的形成週期表中約有四分之三的元素是金屬，金屬晶體中金屬原子間的結合力稱為金屬鍵。1.金屬原子對價電子的吸引力很小，故金屬原子可視為金屬陽離子（包括原子核及內層電子）與自由電子（價電子）所組成的。2.金屬陽離子按其晶體中原子堆積的方式有規則的排列。高中基礎化學(二)領航講義一、金屬鍵的形成一、金屬鍵的形成3.每一金屬原子的價電子可在整個晶體中移動，有如金屬陽離子浸在可游動的電子海中，如下圖所示。