[莫斯利高中自然科學]
基礎化學(二)第二章物質構造與特性
2-1 八隅體與路易斯結構
化學鍵定義 1. 化學鍵: 原子連結成分子的________，可使能量_____。 2. 結合力的種類:
3. 依據化學鍵的性質區分︰ 元素 純物質
化合物
4. 依據物質導電性區分︰（×表示不導電；○表示可導電） 固態
液態（熔融態）
水溶液
離子化合物 分子化合物 共價 化合物 網狀共價固體 金屬及合金
1
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基礎化學(二)第二章物質構造與特性
價電子與八隅體規則 1. 價電子：原子核外的最外層（價殼層）電子稱為價電子。價電子在化學反應中扮演重要角色。 同族元素具相似化性，就是因為具有相同的價電子數（但___除外）。 2. 八隅體規則（octet rule）： (1) 1916 年美國科學家路易斯（G. N. Lewis）認為惰性氣體( He、 Ne、Ar、Kr、Xe、Rn)，不易與其他元素化合，具特殊的穩定 性，是因為其價殼層完全填滿電子。 (2) 當原子與原子結合時，它們會傾向失去、得到或共用電子， 以滿足其最外殼層的電子分布方式與鄰近的惰性氣體一樣 ， 即有 8 個價電子，稱為八隅體規則。
殼層
電
原子
子
數
第一層
第二層
第三層
第四層
第五層
第六層
2 He
2
10 Ne
2
8
2
8
8
2
8
18
8
54 Xe
2
8
18
18
8
86 Rn
2
8
18
32
18
8
18 Ar 36 Kr
2
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基礎化學(二)第二章物質構造與特性
1.惰性氣體化性安定的特性，應與下列何者有關？ (Ａ)電子數 (Ｂ)價電子數 (Ｃ)中子數 (Ｄ)質量數
(Ｅ)原子量
2.與 Ne 的核外電子排列相同的離子跟與 Ar 的核外電子排列相同的離子，所形成的化合物 是下列何者？ (Ａ) NaBr (Ｂ) AlCl3 (Ｃ) KF (Ｄ) KCl (Ｅ) MgS。
3.八隅體法則和哪些化學鍵有關？ 鍵和共價鍵 (Ｅ)任何化學鍵。
(Ａ)僅離子鍵 (Ｂ)僅共價鍵
(Ｃ)僅金屬鍵 (Ｄ)離子
4. 下列電子組態中，何者既可為原子的電子組態，又可為陽離子或陰離子的電子組態？ (Ａ) 2,6 (Ｂ) 2,8 (Ｃ) 2,8,1 (Ｄ) 2,8,2。
5.下列何組的各物質之電子組態完全相同？ (Ａ) F－、Na、Mg2＋、Al3＋ (Ｂ) Cl－、O2－、Na＋、Mg2＋ (Ｃ) Cl－、Ar、K＋、Ca2＋ (Ｄ) P3＋、S2－、Cl－、Ar 6. 下列關於「價電子」的敘述，何者正確？ (Ａ)分布於原子的最高能量層 (Ｂ)與原子核 的距離最近 (Ｃ)與元素的化學特性有關 (Ｄ)同族元素必有相同的價電子數 (Ｅ)在一 般化學反應進行時，其數量可能發生改變。 7.某元素的原子序為 17，則： (１)其核外電子在 K、L、M 各層的電子數依序為______、______、______。 (２)該元素之元素符號為______，價電子數為______。 (３)此元素容易______（失去或獲得）電子，而形成與______（何種惰性氣體）相同的電 子組態。
3
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基礎化學(二)第二章物質構造與特性
路易斯結構（價電子點式）
1. 元素的路易斯結構：(原子序 1～20 元素) 價電子以"˙"的方式寫在元素符號四周，若超過 4 個電子（氦除外），則產生電子對 週期表 A 族
1A
2A
3A
4A
5A
6A
7A
8A
原子的電子點式
2. 離子的路易斯結構： (1) 陰離子的路易斯結構： 將陰離子的價電子填完 → 加上中括號 → 標示負電荷價數於右上角。 －
－
氧離子（O2 ）
氯離子（Cl ）
(2) 陽離子的路易斯結構： 鈉形成陽離子時，失去唯一的價電子，因此其路易斯結構可表示為 [ Na ]＋或 Na＋，同 理鋁離子可表示為 [ Al ]3＋或 Al3＋。
4
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基礎化學(二)第二章物質構造與特性
3. 分子的路易斯結構： (1) 首先算出分 子或離子中 的總價電子 數。
(2) 找出中心 原子，(H 與電負度 大者擺在 周圍) 。
(3) 先滿足周圍原子有八個 價電子 （但氫只需 2 個），若有剩下電子再給 中心原子。
(4) 中心原子不符合八隅 體時，可將周圍原子 上的孤電子對轉成鍵 結電子對成為雙鍵或 參鍵。
H2 F2 O2 N2 H2O NH3 CH4
CO2 HF CO SO2
O3 SO42－ NO3－
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不符合八隅體規則者：
(1) 具有奇數電子的分子。
(2)ⅠA、ⅡA、ⅢA 族之某些化合物。
(3) 中心原子為第三週期以後之ⅤA、ⅥA、ⅦA 族的某些化合物。
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1.依化學鍵結理論，下列粒子何者能穩定的存在？(Ａ)OH (Ｂ)NH4 (Ｃ)PH3 (Ｄ)CH5。
2.下列哪些分子的電子點式，其每個原子（氫除外）均遵循八隅體法則？ (Ａ) BH3 (Ｂ) N2O4 (Ｃ) SF6 (Ｄ) O3 (Ｅ) NO2。
[指考]
3.下列化合物中的鍵結，哪些不符合八隅體法則？ NF3 (Ｄ) SO2 (Ｅ) BF3。 (Ａ) CO2 (Ｂ) NO (Ｃ)
[指考]
4.價電子為原子中位在最外層的電子，美國化學家路易斯提出八隅體法則，他認為第二週期 元素所形成的分子，其中每個組成原子周圍環繞的電子數會傾向和氖原子的價電子數一樣 ，共 8 個電子。這些環繞的電子，有的會形成化學鍵，稱為鍵結電子對；有的僅依附在該 原子周遭，稱為未鍵結電子對或孤對電子，每一鍵結電子對與未鍵結電子對皆由 2 個電子 組成，故第二週期元素所形成的分子，其組成原子的周圍皆會有 4 對電子對。兩個原子間 可能具有 1 對、2 對或 3 對鍵結電子對，分別稱為單鍵、雙鍵或參鍵。 [學測] (１)臭氧分子（O3）內共有幾個價電子？ (Ａ) 16 (Ｂ) 18 (Ｃ) 20 (Ｄ) 22 (Ｅ) 24。 (２)臭氧分子（O3）內共有幾對鍵結電子對？ (Ａ) 1 (Ｂ) 2 (Ｃ) 3 (Ｄ) 4 (Ｅ) 5
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畫出下列化合物的路易斯結構式: (2) CO (3) O3 (1) CO2
(8) SF4
(4) H2O
(6) XeF4
(7) SCl2
(9) PCl3
(11) SO2
(12) SO3
(13) SO32－
(14) SO42－
(16) HCN
(17) H2SO4
(18) C2H4
(19) C2H2
(21)NO
(22)NO2
(5) N2
(10) BCl3
(15) NO3－
(20) N2O
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一、單選題 _______1.16S 的價電子數為
(A)2
(B)4
(C)6
(D)8
_______2.下列何者的價電子數與其他者不同？
(E)3。
(A)H
(B)He
(C)Li
(D)Na
(A)
_______3.下列何者不是鎂的路易斯電子點式的通常表示法？
(E)K。
(B)
(C)
(D)
(E)
(B) 24 12 Mg
(C) 27 13 Al
。 _______4.下列何種元素的電子排列，最外層的電子數與 147 N 相同？ 28 14
31 P (A) 15
(D)
Si 。
_______5.原子序 19 的原子，其價電子有幾個？
(A)1
(B)3
(C)9
(D)19。
(A)NaCl 與 HCl
_______6.下列哪一組合，其原子間的化學鍵型相異？
(B)H2O 與 NH3
(C)MgCl2 與 NaF
(D)CCl4 與 CO2。 _______7.下列各元素的電子層排列方式何者錯誤？
(A)鉀：2,8,8,1 (B)氯：2,8,7 (C)磷：2,8,5 (D)硫：
2,6。 _______8.在 147 N 的原子中，其價電子數有 (A)7 (B)5 (C)14 (D)3。 _______9.有關原子序小於 20 的元素原子之電子排列情形，下列何者不正確？ 2 8 1
(C)Ca：2 8 10
(A)Al：2 8 3
(B)Na：
(D)Ne：2 8 (E)Cl：2 8 7。
_______10.原子序為 17 的原子，最容易與下列何種原子序的元素，以共價鍵相結合？ (A)11 (B)12 (C)17 (D)18。
二、多選題 _______1.下列哪些元素有 5 個價電子？
(A)B
_______2.下列有關化學鍵的敘述，何者正確？ 離子間的引力而形成 的電子組態
(B)N
(C)Ne (D)P
(E)Cl。
(A)化學鍵形成時，物系能量降低
(B)離子晶體藉陰陽
1
(C)2 個氫原子利用 1s 結合成氫分子後，此時氫分子中的氫原子具有氦
(D)固體 KOH 中，有離子鍵和共價鍵
_______3.下列化學式中，哪些同時含有離子鍵和共價鍵？
(E)導電、導熱最好的金屬是 Au。 (A)BN
(B)NH4Cl
(C)MgCl2 (D)CH3COONa
(E)CuSO4．5H2O。 _______4.下列的路易斯電子點式(Lewis structure)，何者正確？ (A)
(B)
(C)
(D)
(E)
。
三、題組 1.某元素有兩種同位素。一種為 105 X ，質量為 10.0129 amu，占 19.91%；另一種為 115 X ，質量為 11.0093 amu， 占 80.09%。根據以上資料，回答下列問題。 (1)元素 X 的原子量是下列哪一個？（取到二位小數） (2)X 原子最外層有幾個電子？
(A)1
(B)2
(C)3
(D)4
(A)5.00
(B)10.01
(C)10.50
(D)10.81
(E)11.01。
(E)5。
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基礎化學(二)第二章物質構造與特性
2.試參考下表，並回答下列問題：
元素
C
Na
Al
S
原子序
6
11
13
16
質量數
12
23
27
32
(1)Al 的原子含有____________電子，____________個中子。 (2)價電子數為 6 的元素是____________。 (3)易失去一個價電子的元素是____________。 3.某元素的原子序為 17，則其核外的電子組態在 K、L、M 層的電子數依序為 (1)____________，(2)有____________個價電子。
一、單選題 1.C 2.B 3.E 4.A 5.A 6.A 7.D 8.B 9.C 10.C 二、多選題 1.BD 2.ABCD 3.BDE 4.ACE 三、題組 1.(1)D;(2)C 2.(1)1314;(2)S;(3)Na 3.(1) 2,8,7;(2) 7
一、單選題 _______1.下列何者晶體中僅具離子鍵？
(A)硫酸銅
(B)氫氧化鈉
_______2.下列各組均有 2 種物質，何組原子間的鍵結方式不同？
(C)碘化鉀 (A)N2，O2
(D)硝酸銀。 (B)Na，Cu (C)NaCl，HCl
(D)NaCl，MgO。 _______3.W、X、Y、Z 四種元素的原子序分別為 19、17、16 及 10，則下列兩種原子結合時會形成的鍵 結何者正確？
(A)Y 和 Y：金屬鍵
(B)Z 和 Z：共價鍵
_______4.下列各化合物，何者同時具有共價鍵及離子鍵？ _______5.在下列各物質中，化學鍵型式相同的是
(C)X 和 Y：離子鍵
(A)乾冰
(B)氯化鈉
(A)HCl 和 NaI (B)H2S 和 SO2
(D)W 和 Y：離子鍵。 (C)硝酸鉀
(D)硫酸。
(C)I2 和 NaBr (D)Au 和
F2。 _______6.某元素原子結構示意圖如下，則關於該元素的敘述，下列何者錯誤？ (A)原子核內有 12 個質子 原子核外有 12 個電子
(B)此元素易形成－2 價的陰離子存在
(C)
(D)價電子有 2 個。
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基礎化學(二)第二章物質構造與特性
_______7.由某星球帶回的岩石中，經由儀器分析獲得 X、Y、Z 三種元素，X 元素與地殼中含量最多的元 素相同，Y 元素形成帶正二價的離子後其電子數為 10，Z 元素的質子數介於 11～18 之間，且 與碳元素形成 CX4 化合物，則有關 X、Y、Z 三種元素的電子排列方式何者正確（依序以 K、L、 M、N 層表示）？ (A)X(2，6)；Y(2，8，2)；Z(2，8，7) (B)X(2，6)；Y(2，8)；Z(2，8，4) (C)X(2， 8，2)；Y(2，8，4)；Z(2，8，8) (D)X(2，6)；Y(2，8)；Z(2，2，7)。 _______8.下列哪組選項中，其物質所包含的化學鍵類型完全相同？ (A)LiNO3、NaOH、KCl H2SO4
(C)HBr、NaI、KBr
(D)Cu、NaNO3、FeCl3。 (A)共價鍵是電子同時被兩個帶正電荷的原子核吸引而形成
_______9.有關化學鍵的敘述，何者錯誤？
(B)離子鍵是由陰、陽離子以靜電力互相吸引而形成 引而形成
(B)H2O、CO、
(C)金屬鍵是由陽離子對游動的價電子吸
(D)鈉原子為金屬，故只能形成金屬鍵。
_______10.有四種原子：甲、乙、丙、丁，其原子序分別為 6，8，11，17。若兩種原子進行反應形成化 合物，則其原子間的鍵結，下列何者錯誤？
(A)甲和乙屬於共價鍵
丙和丙屬於金屬鍵
(E)丙和丁屬於離子鍵。
(D)丁和丁屬於共價鍵
_______11.在下列物質中，化學鍵型式都相同的是
(B)乙和丙屬於共價鍵
(B)H2S 和 SO2
(A)氯化氫與氯化銨
(C)
(C)I2 和 NaBr (D)
金和氟。 _______12.有關物質形成的敘述，何者正確？ 化合物是電熱的良導體
(A)離子化合物的熔點一般比分子化合物高
(C)HCl(l)會導電
(B)固態離子
(D)共價化合物因不易解離出陰、陽離子，故均為非
電解質。 _______13.下列選項中的阿拉伯數字代表質子數、 「＋」代表原子核所帶的正電荷、 「●」代表核外電子， 則哪一項代表離子？ (A)
(B)
(C)
(D)
_______14.在下列各組物質中，化學鍵型相同的是
(A)HCl、NaI (B)H2S、SO2
(C)I2、NaBr (D)Cl2、Au。
_______15.已知有四種原子：甲、乙、丙、丁，其原子序依次為 1、4、8、19，若其中有兩種原子進行反 應，形成化合物，則原子間為共價鍵結合的為
(A)甲和丙
(B)乙和丙
(C)丙和丁
(D)丁和
甲。
二、多選題 _______1.下列哪些元素的最外層電子數為 2？
(A)He
(B)Be
_______2.下列各元素之電子排列，何組最外層的電子數相同？ Ar
(C)Cl
(D)Ar
(E)Ca。
(A)Mg、Ca
(B)Li、K
(C)N、Si
(D)F、
(E)B、P。
_______3.下列哪種化合物的原子間，既有共價鍵，又有離子鍵？
(A)H2SO4
(B)NH4Cl
(C)Na2O
(D)CaCl2
(E)NaOH。 _______4.下列何者具有相同的價電子數目？
(A)He
(B)Ne (C)Ar
(D)Kr
_______5.下列何者得失價電子後，可形成八隅體且有相同的電子排列？ 到 1 個）
(C)Na（失去 1 個）
(D)Mg（失去 2 個）
_______6.下列哪些元素含有相同的價電子數？
(A)14Si
(B)7N
(E)Xe。 (A)O（得到 2 個）
(B)F（得
(E)Cl（得到 1 個）。 (C)16S
(D)12Mg (E)15P。
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基礎化學(二)第二章物質構造與特性
_______7.原子序為 10、12、17、19 的元素 W、X、Y、Z，則下列敘述何者正確？ 鍵
(B)X 和 Y 形成離子鍵
(C)X 和 X 可形成金屬鍵
(A)W 和 Z 形成離子
(D)Y 和 Y 可形成共價鍵
(E)X 和 Z 形成離
子鍵。 _______8.關於「價電子」的敘述，何者正確？ (A)在原子的最外能量層 (B)所具有的能量最低 (C)距 離原子核最近 (D)決定元素的化學特性
(E)發生化學反應時，數量可能發生改變。
_______9.下列哪兩種化合物的原子間既有共價鍵又有離子鍵？ 化鈣
(A)硫酸
(B)氯化銨
(C)氧化鈉
(D)氯
(E)氫氧化鈉。
_______10.下列物質中，何者既含離子鍵又含共價鍵？
(A)NH4ClO4
(B)HNO3
(C)CuSO4
(D)BaCl2
(E)AlPO4。 _______11.實驗桌上放置 6 種固體、2 種液體以及 2 種氣體，試問這些物質的分類與性質，何者正確？ 銅片
蔗糖晶體
硝酸銨粉末
石英固體
銀線
食鹽晶體
硫酸
酒精
二氧化硫
氨
(A)電解質共有 4 種
(B)含有金屬鍵的物質共有 2 種
(C)能以分子式表達之物質共有 5 種
(D)
將上述物質，加入足量硝酸銀水溶液中，有明顯反應者僅有 1 種 (E)以潮溼石蕊試紙檢測， 呈藍色者僅有 1 種。 _______12.下列敘述，何者正確？ (A)原子序即等於原子核內的中子數 的價電子數來決定
(B)各元素的特性，係由其外層
(C)價電子所具有的能量較內層電子為高 (D)IUPAC 訂 12C 原子的質量為
12.0000 amu；若此標準改變，則所有原子的原子量將隨之而變 (E)離子鍵的成因是來自陽離 子和陰離子間的庫侖作用力，但金屬鍵與共價鍵的成因則與庫侖作用力無關。 _______13.下列物質，何者具有共價鍵亦有離子鍵？ (A)NH4Cl (B)MgCl2 (C)H2SO4 (D)Na2CO3 (E)CH3COOH。 _______14.下列哪些元素的最外層只有 2 個電子？ (A)2He (B)4Be (C)17Cl (D)18Ar (E)20Ca。 _______15.有甲、乙、丙、丁、戊、己六種原子，原子序分別為 8、9、10、11、12 和 20，下列敘述何 者正確？
(A)甲乙丙的電子排列皆涉及 K、L、M 三層，所以此三者皆為週期表第三週期的元
素 (B)戊和己的價電子數相同
(C)丙為單原子分子
(D)乙和己結合會形成離子鍵，化學式為
乙己 2 (E)丁原子之間會形成共價鍵。
三、題組 1.設有元素 E、F、W、X、Y 和 Z，其原子序分別為 12、14、15、17、18 及 19，則下列兩原子結合時，會形 成何種鍵結？化學式為何？ (1)E 與 X (2)W 與 X (3)X 與 X (4)F 與 F (5)E 與 E。
2.寫出下列元素的路易斯電子點式。 (1)H：____________ (2)C：____________ (3)Cl：____________ (4)Ar：____________
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基礎化學(二)第二章物質構造與特性
3.下圖為週期表的一部分，圖中標示有甲至壬 9 個元素，根據週期表元素性質變化的規律與趨勢回答下列問 題：
甲 己 乙 丙
庚 丁
辛
壬
戊
(1)甲至壬 9 個元素中，容易形成正一價離子，其電子排列方式與 Ne 相同者為： (A)甲 (B 乙 (C)丙 (D) 辛。 (2)下列何種組合，所形成的化合物，其原子間的鍵結為共價鍵？ (A)甲與己 (B)乙與丙 (C)丁與辛 (D) 戊與戊。 (3)下列何種組合，因結合後各元素皆能擁有氬原子的電子數，所以能形成穩定的純物質？ (A)乙與辛 (B) 丙與己 (C)丁與辛 (D)庚與己。
一、單選題 1.C 2.C 3.D 4.C 5.B 6.B 7.A 8.B 9.D 10.B 11.B 12.A 13.A 14.B 15.A
二、多選題 1.ABE 2.AB 3.BE 4.BCDE 5.ABCD 6.BE 7.BCDE 8.DE 9.BE 10.ACE 11.BCE 12.BCD 13.AD 14.ABE 15.BC
三、題組 1.(1)離子鍵、EX2;(2)共價鍵、WX3;(3)共價鍵、X2;(4)共價鍵、F;(5)金屬鍵、E 2.(1) 3. (1)B;(2)A;(3)C
;(2)
;(3)
;(4)
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