選修化學上 ch2

[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第二章 化學鍵結

2‐1 化學鍵的種類

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

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5. 強、弱化學鍵:

鍵的強弱

種類

結合方式

離子鍵

原子間

強化學鍵

共價鍵

大小

金屬鍵 分子間

弱化學鍵

氫鍵

不稱為鍵

凡得瓦力

偶極‐偶極力

偶極‐誘導偶極力 分散力

6. 各種固體(晶體)比較: 種

類

離子晶體

結合方式 (化學鍵) 結構單元 (化學式) 形成元素

網狀晶體

金屬晶體

原子

陽離子與自由電 子

分子內: 分子間: 陽離子、陰離子 (

)

金屬元素與 非金屬元素

分子 (

)

非金屬元素

(

)

非金屬元素

低（某些分子具昇華 性質）

熔點

(

)

金屬元素 大多熔點高

性質

延性與 展性

差

差

差

佳

導電性

固體不導電﹐熔融態 或水溶液導電

不導電

不導電 （石墨導電）

高

實例

分子晶體

氯化鈉（NaCl） 氯化鉀（KCl） 氧化鎂（MgO） 氧化鈣（CaO） 硫酸鉀（K2SO4）

碘（I2） 水（H2O） 一氧化碳（CO） 二氧化碳（CO2） 苯（C6H6） 甲醇（CH3OH） 乙醇（C2H5OH）

鑽石（C） 石墨（C） 石英（SiO2） 矽（Si）

鈉（Na） 鉀（K） 鐵（Fe） 鉻（Cr） 金（Au） 銀（Ag） 銅（Cu）

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1.何者正確?

(A)離子鍵與共價鍵有方向性，金屬鍵無方向性 (B)釋出能量超過 40KJ/mol，為強化學鍵 (C)分子或化合物中使原子結合在一起的相互作用力，稱為化學鍵 (D)釋出能量大小:離子鍵>共價鍵>金屬鍵>氫鍵>凡得瓦力 (E)離子鍵是依靠陰陽離子間的庫倫靜電吸引力結合 (F)共價鍵是原子間形成共用電子對結合 (G)化學鍵可以同時具有離子鍵與共價鍵的特性 (H)化學鍵形成的必要條件:兩原子接近時能量降低 (I)共價鍵是共用電子同時被兩個原子核吸引 (J)金屬元素與非金屬元素較易形成共價鍵 (K)離子鍵是利用自由電子與陽離子間的吸引力來束縛兩個原子 (L)金屬鍵形成時，金屬中的價電子能自由地在原子間穿梭往來

2. (１)已知有兩個物質：元素 X、元素 Y，其中 X 原子的基態電子組態在 n＝3 的電子層具有 2 個價電子；而 Y 原子的基態電子組態在 n＝3 的電子層具有 7 個價電子，則下列何者 代表（X 的原子序，Y 的原子序）之組合？ (Ａ)（2，7） (Ｂ)（12，17） (Ｃ)（6，21） (Ｄ)（18，23） (２)承第(１)題，X 和 Y 可形成化合物 Z，則下列何者是化合物 Z 的化學式？ (Ａ) MgCl2 (Ｂ) BeF2 (Ｃ) CaF2 (Ｄ) Al2O3 (３)承第(２)題，元素 X、元素 Y 及化合物 Z 所含的原子之間，分別以何種化學鍵相結合 ，選出正確的組合？ 選項 元素 X 元素 Y 化合物 Z (Ａ) 金屬鍵 共價鍵 共價鍵 (Ｂ) 離子鍵 共價鍵 離子鍵 (Ｃ) 金屬鍵 共價鍵 離子鍵 (Ｄ) 共價鍵 離子鍵 金屬鍵

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1.請分類下列物質: H2，HF，SiF4，P4，KOH，HCl，NaCl，PCl5，NH4Cl，O3，H2SO4， S8，C6H12O6 (1)元素單質: (2)共價化合物: (3)離子化合物:

2.有關下列電解質之敘述何者正確?

Cu(s)，NH4Cl(s)，NaCl(s)，HCl(l)，C6H12O6(s)，C2H5OH(l) (A)屬於電解質有 4 個 (B) Cu(s)原子間有氫鍵 (C) NH4Cl(s)與 NaCl(s)中有離子鍵 (D)C2H5OH(l 與 HCl(l)中有共價鍵

3.那些具有離子鍵與共價鍵?

KOH，NH4Cl，NaCl，C6H12O6，NaNO3，CuSO4，H2O，KClO3，HCN，CaC2

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離子鍵

1. 離子鍵：當兩個原子(常為金屬與非金屬原子)為取得穩定的八隅體電子結構而轉移電子，形成 帶負電荷和帶正電荷的陰、陽離子; 此時陰、陽離子間相互吸引的_______稱為離子鍵。 由無數個陰、陽離子堆積而成的化合物稱為離子化合物，其化學式以____表示。

☆ 鈉金屬與氯氣反應形成氯化鈉

☆ 鎂金屬與氧氣反應形成氧化鎂

2. 離子鍵的存在條件： 陰離子 陽離子 金屬離子

銨離子 （NH4＋）

非金屬離子

酸根離子

氫氧離子

3. 離子鍵的形成條件：

游離能___的金屬元素與電負度___的非金屬元素:易形成離子鍵而產生離子化合物。 Li‐F Be‐F B‐F C‐F N‐F O‐F F‐F

離子性+共價性=100% 離子性__共價性__傾向離子化合物 離子性__共價性__傾向分子化合物

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1.金屬原子的離子化傾向較大者較易成離子。下列與離子化傾向較大的金屬原子相關敘 述，哪些正確？ 【學測】 (Ａ)較易被還原 (Ｂ)較易被氧化 (Ｃ)較易失去電子 (Ｄ)較易獲得電子。

2.下列何者不是離子鍵的特性？ (Ａ)由游離能低的金屬元素與電負度大的非金屬元素 結合 (Ｂ)以陰、陽離子的庫侖靜電力結合 (Ｃ)不具有方向性 (Ｄ)陰、陽離子必須 具有惰性氣體的電子組態。

3.下圖為部分的週期表，該表中標示有甲～己六個元素，根據週期表元素性質變化的規律與 趨勢，回答下列問題： 【學測】 （ ）(１)甲～己六個元素中，何者最容易形成＋1 價的陽離子？何者最容易形成－1 價 的陰離子？ (Ａ)甲 (Ｂ)乙 (Ｃ)丙 (Ｄ)丁 (Ｅ)戊 (Ｆ)己 （ ）(２)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)甲、戊 (Ｂ)乙、丙 (Ｃ)乙、戊 (Ｄ)丁、丁 (Ｅ)己、己 (Ｆ)戊、戊

4. 主族元素 A 和 B 的原子價殼層上分別有 2 個及 6 個電子。當元素 A 和元素 B 化合時，生 成的化合物 Z 的化學式為下列何者？ (A) AB (B) A2B

(C) AB2 (D) AB3

5.下列哪些物質是離子化合物？ (Ａ) HCl (Ｂ) H2O (Ｃ) NaHCO3 (Ｄ) CH3COOH (Ｅ) Na (F) KCl (H)氨 (I)乾冰 (J) CHCl3 (K) CCl4 (L) Na2SO4 (M)C60 (N)石英

(G)氟化鈣

6.下列物質中，何者為含有共價鍵的離子晶體？ (Ａ) KOH (Ｂ) CaC2 (Ｃ) CaCl2 (Ｄ) CCl4 (Ｅ) Cl2

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離子晶體的形成 1.陽離子與陰離子間可形成靜電吸引力，以離子鍵無 限連結延伸離子晶體(固體)。 2.而離子推積為了趨向能量穩定(____能量愈多) 所 以陽離子與陰離子會以可能的最大數目盡量靠近。 3.陽離子通常較陰離子小，所以陽離子常處在陰離子 推積的縫隙中，雖然離子大小不同，所帶電荷亦不同 遵守________。 4.晶體格子能(晶格能): (1)定義:氣態陰、陽離子形成一莫耳離子晶體所放出的能量。 能量高

穩定度大

(2)利用波恩哈伯循環（Born‐Haber cycle）計算晶格能:

(3) 晶格能 愈大離子晶體______。 (4)比較晶格能大小：(庫侖靜電理論) (a)電荷相同，但離子半徑愈小，晶格能_____ (b)離子半徑大約相同，電荷愈大，晶格能_____

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1.含 A、B、X 三元素的某化合物之結構如下圖，則此化合物之分子式為下列哪一個？ (Ａ) ABX (Ｂ) AB2X4 (Ｃ) AB2X2 (Ｄ) ABX3 (Ｅ) ABX4。 【指考】

2.下列有關氯化鈉晶體的敘述，何者正確？ (Ａ) NaCl 分子是氯化鈉晶體的最小單位 (Ｂ)晶體中 Na＋ 與 Cl－ 的電子數，恰好一樣多 (Ｃ)晶體中的 Na＋ 與 Cl－ 均擁有惰性氣體 原子的電子數目 (Ｄ)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。 【學測】 3.利用波恩哈伯循環求離子晶體之生成熱時，何種反應熱是不需要的?

(A)晶格能 (B)游離能 (C)電子親和力 (D)水合能

4.下列何者為 NaCl 晶格能的反應式？ (Ａ) Na＋(g)＋Cl－(g) → NaCl(s) (Ｂ) Na＋(g)＋Cl－(g) → NaCl(g) (Ｃ) Na(g)＋Cl(g) → NaCl(s) (Ｄ) Na(s)＋

Cl2(g) → NaCl(s) (Ｅ) Na(g)＋Cl(g) → NaCl(g)

5.下列離子晶體之晶格能，何者最大？ (Ａ) MgO (Ｂ) CaO (Ｃ) NaCl (Ｄ) LiF

(Ｅ) CsI

6.已知晶格能的定義是氣態的陰、陽離子形成離子晶體時所釋放的熱量，反應式如下： K＋(g)＋F－(g) → KF(s)，ΔH＝晶格能。試利用下列(１) ～ (５)數據，推算氟化鉀之晶格能為 若干 kJ/mol？ (１) 2K(s)＋F2(g) → 2KF(s)，ΔH＝－1200 kJ (２) K(g) → K＋(g)＋e－，ΔH＝420 kJ (３) K(s) → K(g)，ΔH＝90 kJ (４) F2(g) → 2F(g)，ΔH＝150 kJ (５) F(g)＋e－ → F－(g)，ΔH＝－330 kJ (Ａ)－855 (Ｂ)－930 (Ｃ)－1455 (Ｄ)－1530 (Ｅ)－1850

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離子鍵強弱比較 1.當陽離子與陰離子之電荷數相同(ⅠA 的鹵化物與ⅡA 的氧化物) 利用____因素:電荷數愈大靜電吸引力___離子鍵(熔點)__

利用____因素:離子半徑和愈小靜電吸引力___離子鍵(熔點)__

2.當陽離子與陰離子之電荷數不同 利用____因素(法揚 Fajan 原則): a.陽離子之半徑小，電荷大電荷密度高對電子雲吸引力__電子共用傾向__ 使鍵的共價性___，離子性___離子鍵(熔點)__

b.陰離子之半徑大，電荷大(電子多)其電子易被陽離子吸引電子共用傾向__ 使鍵的共價性___，離子性___離子鍵(熔點)__

c.過度元素的價電子較多有較強的極化能力使鍵的共價性___，離子性___ 離子鍵(熔點)__

比較熔點高低: (A)NaF NaCl NaBr (B)LiF NaCl KBr RbI (C)MgO NaF (D)MgO Al2O3

(E)MgO CaO SrO BaO (F)CaO LiF NaCl KI (G)MgO NaCl KI

(H)MgO BaO NaF KF KI (I)BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2

(J) LiF BeF2 BF3 CF4 (K)SnCl2 SnCl4 (L)FeCl2 FeCl3

(M)SbCl3 SbCl5 (N)MgCl2 CuCl2 (O)SrCl2 HgCl2

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一、單一選擇題 1. ___食鹽是離子化合物，屬於面心堆積，則每一個單位格子中有幾個 Na＋ 與 Cl－ 離子？ (Ａ) 1 、1 (Ｂ) 4、4 (Ｃ) 12、14 (Ｄ) 12、12。 2. ___已知某一化合物含有 X 和 Y 兩種不同原子。其晶體堆積方式如下圖，則此化合物的簡式為 何？ (Ａ) XY (Ｂ) XY2 (Ｃ) X2Y (Ｄ) XY3。

3. ___已知某一化合物含有 X 和 Y 兩種不同原子。其單位格子如右上圖，則此化合物的簡式為何 ？ (Ａ) XY (Ｂ) XY2 (Ｃ) X2Y (Ｄ) XY3。 4. ___晶體中含有離子鍵及共價鍵之物質為哪一項？ (Ａ) KCl (Ｂ) H2SO4 (Ｃ) CaCl2 (Ｄ) NaClO (Ｅ) HCN。 5. ___下圖表示 M、X 所形成的單位格子，其中「 」表示 M 離子占有正立方體四個不相鄰頂點 ， 「 」表示 X 離子占有各平面之中心位置，則此化合物之化學式為何？ (Ａ) MX2 (Ｂ) M2X3 (Ｃ) M3X2 (Ｄ) M2X (Ｅ) MX6。

6. ___已知 MgO、LiF 及 KBr 晶體堆積方式均相同，試判斷其熔點高低之順序為何？ (Ａ) MgO ＞LiF＞KBr (Ｂ) MgO＞KBr＞LiF (Ｃ) LiF＞KBr＞MgO (Ｄ) KBr＞LiF＞MgO。 7. ___下列氯與鈉所形成各種化學物質狀態，何者能量為最低？ (Ａ)晶體氯化鈉 (Ｂ)離子對氯 化鈉 Na＋Cl－(g) (Ｃ) Na＋(g)＋Cl－(g) (Ｄ) Na(g)＋Cl(g)。 8. ___下列熔點高低之比較，何者錯誤？ (Ａ) NaCl＞CCl4＞Cl2＞HCl (Ｂ) LiF＞Li＞F2＞Ne ( Ｃ) CaO＜NaCl (Ｄ) LiF＞NaCl＞KBr＞KI (Ｅ) MgO＞CaO＞NaF。 9. ___某晶體化合物其立方格子內含 X、Y 原子，已知其單位格子所含的 X 原子位在角上與面心 上，而 Y 原子位於體心，則此物的實驗式為何？ (Ａ) XY (Ｂ) X2Y (Ｃ) XY2 (Ｄ) X4Y (Ｅ) X2Y3。 10. ___金屬性顯著的元素與非金屬性顯著的元素，所形成的鹽類化合物之特有性質為何？ (Ａ) 熔點低 (Ｂ)沒有一定的晶體構造 (Ｃ)常溫時為半導體 (Ｄ)易生成長鏈狀分子 (Ｅ) 熔融態時為導體。 11. ___下列各項物質，何者化學鍵類型彼此相同？ (Ａ) HCl、NaCl (Ｂ) Br2、Cu (Ｃ) I2、NaBr (Ｄ) H2S、SO2。 12. ___下列關於晶格能的敘述，何者正確？ (Ａ)晶格能是由元素化合成 1 莫耳離子晶體時所釋 放的能量 (Ｂ)晶格能就是組成離子晶體時，離子鍵的鍵能 (Ｃ)晶格能是指由氣態原子 ＋ － 形成 1 莫耳離子晶體時所釋放的能量 (Ｄ) Ca2 (g)＋2Br (g) → CaBr2(s) 為溴化鈣的晶格能 。

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13. ___在氯化鈉結晶格子中，每一個氯離子周圍有 6 個最靠近的鈉離子，而每一個鈉離子周圍也 有 6 個最靠近的氯離子。試問每一個氯離子周圍最靠近的氯離子應有幾個？ (Ａ) 6 ( Ｂ) 8 (Ｃ) 10 (Ｄ) 12。

14. ___化合物 CaCl2 中所含的化學鍵種類為下列何者？ (Ａ)只有離子鍵 (Ｂ)有離子鍵與共價 鍵 (Ｃ)只有共價鍵 (Ｄ)有金屬鍵與共價鍵。 15. ___某 IA 族的元素 A 與 VIIA 族的元素 B 結合，形成化合物 AB，則下列關於 AB 的性質敘述 ，何者正確？ (Ａ) AB 為共價化合物 (Ｂ) AB 固體具有延性與展性 (Ｃ) AB 易被氧化 (Ｄ) AB 固體不導電。 16. ___下列離子晶體之晶格能，何者最大？ (Ａ) MgO (Ｂ) CaO (Ｃ) NaCl (Ｄ) LiF (Ｅ) CsI 17. ___下列各組離子化合物中，其鍵能強弱次序何項正確？ (Ａ) CsI＞NaCl＞LiF (Ｂ) LiF＞ NaCl＞CsI (Ｃ) NaCl＞LiF＞CsI (Ｄ) NaCl＞CsI＞LiF (Ｅ) CsI＞LiF＞NaCl。 18. ___下列關於(１) MgS、(２) CaS、(３) KCl、(４) NaCl 等四種離子晶體的熔點高低順序，何者 正確？ (Ａ)(１)＞(２)＞(３)＞(４) (Ｂ)(４)＞(３)＞(２)＞(１) (Ｃ)(４)＞(１)＞(２)＞ (３) (Ｄ)(２)＞(１)＞(３)＞(４) (Ｅ)(１)＞(２)＞(４)＞(３)。 ＋ 19. ___已知晶格能的定義是氣態的陰、陽離子形成離子晶體時所釋放的熱量，反應式如下：K (g) ＋F－(g) → KF(s)，ΔH＝晶格能。試利用下列(１) ～ (５)數據，推算氟化鉀之晶格能為若干 kJ/mol？ (１) 2K(s)＋F2(g) → 2KF(s)，ΔH＝－1200 kJ (２) K(g) → K＋(g)＋e－，ΔH＝420 kJ (３) K(s) → K(g)，ΔH＝90 kJ (４) F2(g) → 2F(g)，ΔH＝150 kJ － － (５) F(g)＋e → F (g)，ΔH＝－330 kJ (Ａ)－855 (Ｂ)－930 (Ｃ)－1455 (Ｄ)－1530 (Ｅ)－1850。 二、多重選擇題 1. ___下列有關晶體的敘述，何者正確？ (Ａ)組成離子晶體之離子鍵和組成金屬之金屬鍵均具 有方向性 (Ｂ)離子晶體不具延性與展性，而金屬有良好之延性與展性 (Ｃ)離子晶體和 金屬均有一定的結晶結構，常溫時均可導電 (Ｄ)離子晶體在熔融時不能導電，而金屬在 熔融時可導電 (Ｅ)以離子鍵或金屬鍵結合的物質均是無限延伸的巨大結構，沒有分子式 。 2. ___下列化合物中，哪些前者的熔點高於後者？ (Ａ) BaO 與 CaO (Ｂ) KI 與 NaBr (Ｃ) LiF 與 NaI (Ｄ) NaF 與 MgO (Ｅ) SiO2 與 CO2。 3. ___對於離子晶體的性質，下列敘述何者正確？ (Ａ)離子晶體具有硬而脆的特性 (Ｂ)離子鍵 具有方向性 (Ｃ)任何狀態下，離子晶體都是電的良導體 (Ｄ)離子晶體均易溶於水 (Ｅ )電負度高的非金屬元素和游離能低的金屬元素結合之化合物，一般都是離子晶體。 4. ___下列熔點高低之比較，何者正確？ (Ａ) MgO＞NaCl＞KCl (Ｂ) NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI (Ｃ) BeCl2＜MgCl2＜CaCl2＜SrCl2＜BaCl2 (Ｄ) SnCl2＞SnCl4 (Ｅ) CuCl2＞MgCl2。

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5. ___NaCl 晶體的莫耳生成熱，反應式如下： 1 Na(s)＋ Cl2(g) → NaCl(s) ΔH＝－411 kJ/mol 2 其中相關熱反應式如下〔式(６)又稱為 NaCl 的晶格能〕： (１) Na(s) → Na(g) ΔH1 (２) Cl2(g) → 2Cl(g) ΔH2 ＋ － (３) Na(g) → Na (g)＋e ΔH3 － － (４) Cl(g)＋e → Cl (g) ΔH4 (５) Na(g)＋Cl(g) → Na＋(g)＋Cl－(g) ΔH5 (６) Na＋(g)＋Cl－(g) → NaCl(s) ΔH6 下列敘述何項正確？ (Ａ)式(１)、(２)皆為吸熱反應，ΔH1＋ΔH2＞0 (Ｂ)ΔH3 為 Na 的 游離能，ΔH4 為 Cl 的電子親和力，且ΔH3＋ΔH4＜0 (Ｃ)式(５)為吸熱反應，因ΔH3＋ΔH4 ＝ΔH5＞0 (Ｄ)ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝－411 kJ (Ｅ)式(６)中由離子形成晶體， 放出的能量較大，故｜ΔH6｜＞411 kJ。

解答與解析放在光碟內之''單元練習題詳解資料夾''

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金屬鍵

1.電子海的概念：金屬原子的價電子少且原子核對核外電子的引力不強，故金屬原子易釋出價電 子，形成陽離子。在晶體中金屬陽離子呈規則排列，各原子釋出的價電子，能 移動於所有陽離子之間，形成自由電子，就像陽離子沉浸在價電子形成的海中。

2.電子海中自由電子與金屬陽離子間的交互作用力(庫倫吸引力)即為金屬鍵。

3.金屬鍵強弱(熔點比較):決定於陽離子對自由電子的吸引力大小。

例:Na、Mg、Al、K 的熔點大小排列:

金屬

熔點（℃）

金屬

熔點（℃）

Li

181

Be

1280

Na

98

Mg

650

K

64

Ca

810

Rb

39

Sr

800

Cs

28

Ba

850

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固體帶論（band theory of solid）

1.固體中，能量帶是由每個原子內能量相似的原子軌域組成，用來說明物質導電能力不同的 理論。 2.價帶:價電子所占滿的能量帶。 傳導帶:未被價電子所占滿或全空的較高能量帶，只有在傳導帶的電子才可以隨外加電場作用 下在金屬晶體中自由移動。

3.金屬、半導體與絕緣體 (1)金屬:價帶與傳導帶間之能量差趨近於零，所以電子可以輕易躍遷至傳導帶成為自由電子，所 有導電性，而溫度上升導電性____ (2)半導體:能量差介於金屬與絕緣體間，提供能量(熱能或電場)可使電子躍遷至傳導帶而具有導 電性，所以溫度上升導電性____。 (3)絕緣體:能量差太大，電子無法躍遷至傳導帶，沒有導電性。

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1.下列敘述，哪些正確?

(A)金屬鍵是金屬陽離子與價電子之間的靜電吸引力 (B)金屬鍵具方向性 (C)金屬溫度愈高，導電度愈好 (D)金屬具有延性及展性 (E)金屬為電的良導體，但為熱的絕緣體 (F)半導體的導電性隨溫度的升高而增大 (G)金屬的價帶和傳導帶緊鄰在一起而能導電 (H)離子固體溶解後，因價帶和傳導帶能量差異甚小，而能導電 (I)絕緣體的傳導帶和價帶之能階相差甚大，所以不導電 (J)金屬原子之價軌域數多於其價電子數 (K)金屬鍵發生在具有高游離能與具有空的價軌域之元素 (L)金屬可以導電是因為陽離子可移動 (M)金屬中加入少量碳、硫等可使硬度增加 (N)合金必為混合物 (O)金屬鍵的鍵結能量約為離子鍵或共價鍵的 1/3 (P)金屬中的價電子屬於某一原子所有 (Q)金屬原子的層面可以滑動，因此具有延性與展性 (R)在價帶的電子可以隨外加電場作用下在金屬晶體中自由移動。 (S)電子由價帶躍遷至傳導帶需要吸熱 (T)價帶和傳導帶重疊時，價電子不需提供能量也可以導電 (U)價帶和傳導帶的能量差: Mg>Si>S (V)合金的導電度較純金屬小 (W)陽離子的震動有利於自由電子的移動

2. Al、Si、S 與參雜 B 的 Si，上述物質其價帶和傳導帶能量差排序:

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一、單一選擇題 1. ____下列有關金屬的敘述，何者正確？ (Ａ)金屬原子間的作用力為共價鍵 (Ｂ)若加入其他 金屬形成合金，會使導電性下降，硬度改變 (Ｃ)金屬能導電、導熱，通電後易形成陽離 子 (Ｄ)兩種以上的金屬形成合金，質地均勻可視為純物質 (Ｅ)常溫、常壓下的液態金 屬元素為溴。 2. ____下列關於金屬及其電子的敘述，何者錯誤？ (Ａ)金屬晶體內有自由電子 (Ｂ)金屬的價 電子數較少 (Ｃ)金屬內部的自由電子不屬於特定的金屬陽離子 (Ｄ)金屬內部的自由 電子分布不均勻。 3. ____下列有關金屬結構與性質間關係之敘述，何者錯誤？ (Ａ)金屬晶體中具有可自由移動的 價電子，故容易導電 (Ｂ)溫度增高時，導電度增大 (Ｃ)金屬晶體中之金屬原子層面可 以滑動，故具有延性與展性 (Ｄ)金屬晶體中，如果摻混其他元素做成合金，通常會使硬 度增大。 4. ____金屬晶體的熔點及沸點與金屬鍵的強弱有關，金屬鍵的強弱和下列何項因素無關？ (Ａ) 原子半徑 (Ｂ)原子量 (Ｃ)價電子數 (Ｄ)晶體的堆積。 5. ____下列有關金屬結構與性質間關係之敘述，何者錯誤？ (Ａ)金屬晶體中具有可自由移動的 價電子，故容易導電 (Ｂ)溫度增高時，導電度增大 (Ｃ)金屬晶體中之金屬原子層面可 以滑動，故具有延性與展性 (Ｄ)金屬晶體中，如果摻混其他元素做成合金，通常會使硬 度增大。 二、多重選擇題 1. ____關於金屬晶體的敘述，下列何者正確？ (Ａ)晶體中各原子以金屬鍵結合 (Ｂ)參與鍵結 的價電子不屬於某一原子而屬於整個晶體 (Ｃ)金屬鍵具有方向性 (Ｄ)通常具有低游 離能及空的價軌域 (Ｅ)溫度愈高，自由電子之運動速率愈大，因此導電性愈大。 2. ____在金屬晶體中，哪些敘述為正確？ (Ａ)金屬晶體可以視為結晶格子之陽離子與自由電子 所構成 (Ｂ)參與鍵結的價電子不屬於某一原子而屬於整個晶體 (Ｃ)金屬的導電性隨 溫度升高而增大 (Ｄ)金屬中若含有雜質會使其導電性下降 (Ｅ)金屬晶體靠陽離子移 動而導電。 3. ____下列關於金屬晶體之敘述，何者不正確？ (Ａ)由於陽離子之移動，故金屬晶體可導電 ( Ｂ)金屬晶體中，加入少量碳、硫、磷可使金屬晶體硬度增加 (Ｃ)溫度愈高，金屬導電 度愈高 (Ｄ)合金為混合物 (Ｅ)熔點高低：Na＞Mg＞Al。 4. ____金屬晶體的熔點及沸點與金屬鍵的強弱有關，金屬鍵的強弱會受到下列哪些因素的影響？ (Ａ)原子半徑 (Ｂ)原子量 (Ｃ)價電子數 (Ｄ)還原力 (Ｅ)晶體的堆積。 5. ____下列有關金屬晶體與金屬鍵的敘述，哪些正確？ (Ａ)金屬鍵有強烈方向性 (Ｂ)溫度愈 高，自由電子的運動速率愈大，故導電性愈大 (Ｃ)參與鍵結的價電子不屬於某一原子， 而屬於整個晶體 (Ｄ)在金屬中加入少量的碳、硫、磷會使金屬變得更硬 (Ｅ)金屬鍵的 1 鍵能約為共價鍵的 。 3

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第二章 化學鍵結

共價鍵的形成

1. 非金屬原子間相結合時，常利用共用電子對來完成惰性氣體的電子排列，此時電子對受到兩 帶正電的原子核吸引，而使此兩原子結合在一起，此種藉由共用電子方式來使原子相結合的 化學鍵稱為共價鍵。

2. 以能量的觀點來看氫分子的鍵結: 當兩氫原子逐漸靠近時，外層電子與另一核產 生引力，同時電子與電子間、原子核與原子核間 亦產生斥力; 當引力與斥力達成平衡時，物系能 量降低超過 40 kJ／mol，謂之有化學鍵生成。 a. 當 r → ∞時，兩氫原子作用力為零， 位能定為____。 b. 當 0.74 。 A ＜r＜∞時，引力____斥力， 此時能量漸____。 c. 當 r＝0.74 。 A 時，引力____斥力而達平衡，此 時放出的能量最多，位能最低，氫分子最穩定。 因此，將兩原子核間的距離 0.74 。 A ，稱為氫分子的______， 而釋出的能量為 436 kJ／mol，稱為氫分子的______。 d. 當 r＜0.74 。 A 時，斥力快速增加，斥力____引力，分子趨於不穩定。

3. 共價鍵存在情況: a.非金屬元素: b.非金屬元素與非金屬元素形成的化合物: c.離子性較弱的 Al+3、Be+2、Li+1 化合物與所有的分子化合物:

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1.右圖表示氧分子的位能隨其原子間距離變化的關係，下列對於 【指考】 氧分子的敘述，何者正確？ (A) O2 的鍵長約等於 AB (B) O2 的鍵能約等於 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

2.右圖為兩相同原子由無窮遠處互相靠近形成分子時， 其位能變化情形，且已知此單一原子半徑為 0.53。 A ， 下列敘述何者錯誤？ (A)兩核間距＜0.74。 A 時，原子間引力＜斥力

(B)此分子的鍵長為 0.74。 A (C)將該分子的化學鍵打斷需提供 436 kJ／mol 的能量 (D)該雙原子分子的莫耳生成熱為 436 kJ／mol

3.存在 2 個氫原子與 2 個氦原子，則下列哪一種組合可得最低之總能量?

(A)2H+2He (B)H2+2He (C)He2+2H (D) H2+ He2 4.何者錯誤?

(A)兩個氫原子靠近時位能降低，形成共價鍵 (B)氫原子與氯原子靠近時引力變大，形成離子鍵 (C)鈉原子與氯原子會形成完全共價鍵 (D)氦原子與氦原子靠近時斥力變大，不可形成共價鍵 (E)形成化學鍵的過程為放熱反應

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共價鍵的分類

A. 依原子間共用電子對的數目作區分: (1)單鍵（single bond）：兩原子鍵結時共用一對電子，在結構式中常以「－」作表示。 例：H2、Cl2、HCl、H2O

(2)雙鍵（double bond）：兩原子間共用兩對電子，在結構式中常以「＝」作表示。 例：O2、CO2

(3)參鍵（triple bond）：兩原子間共用三對電子，在結構式中常以「≡」作表示。 例：N2、CO

(1) 鍵結電子對（bonding pair，bp）：分子中原子共用的電子對。 (2) 孤電子對（lone pair，lp）：分子中未共用的電子對又稱未鍵結電子對。

B. 依電子對提供情形作區分: (1)一般共價鍵: 結合之兩原子各提供一個電子而形成共用電子對。

(2)配位共價鍵: 價電子對僅由某一原子單獨提供，另一原子只提供空軌域。

a. CO

b. BF3 +F－ BF4－

c. H2O +H+ H3O+

d.NH3 +H+NH4+

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1. 下列關於共價鍵的敘述，何者正確？ (Ａ)共價鍵是由於電子同時被 2 個帶正電的原子 核所吸引 (Ｂ)共價鍵不具有方向性 (Ｃ)兩個原子可共用一對以上的電子形成共價 鍵 (Ｄ)共價鍵只存在於分子物質中 (Ｅ)共價鍵的形成方式皆是由兩個原子分別提 供一個電子所形成 2. 下列哪些物質是由共價鍵所形成的？（應選兩項） (Ａ)三氧化二鐵 (Ｂ)青銅 【學測】 (Ｃ)四氧化二氮 (Ｄ)氯化氫 (Ｅ)十八開金（K 金） 3. 下列何者分子具有最多的孤電子對？ (A) HCl (B) H2S (C) CO (D) C2H2

【指考】

(E) CO2

4. 下列分子的結構中，何者具有參鍵？(Ａ) CO2

(Ｂ) HCN (Ｃ) NH3

(Ｄ) H2O。

5. 一個 NF3 分子中有幾對孤對電子？ (Ａ) 1 (Ｂ) 3 (Ｃ) 4 (Ｄ) 5 (Ｅ) 10

6. 下列化合物中，哪一個分子具有最少的孤對電子？ (Ａ)水 (Ｂ)氯化氫 (Ｃ)一氧化碳 (Ｄ)辛烷。

7. 下列有關 SO2、SO3、SO32－、SO42－ 的硫原子上之未鍵結電子對的數目比較，何者正確？ (Ａ) SO2＜SO3 (Ｂ) SO32－＜SO42－ (Ｃ) SO3＝SO32－ (Ｄ) SO3＝SO42－

8.下列選項，何者不能形成共價鍵？ (A) NH2 和 OH (B) NH3 和 BF3 (C) NO2 和 NO2

(D) BH3 和 H＋

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一、單一選擇題 1. ____已知 H2(g) → 2H(g)，ΔH＝435 kJ/mol；F2(g) → 2F(g)，ΔH＝158.8 kJ/mol；H2(g)＋F2(g) → 2HF(g) ，ΔH＝－536.8 kJ/mol。則 H－H、F－F、H－F 之鍵能大小順序為何？ (Ａ) H2＞F2＞HF (Ｂ) HF＞H2＞F2 (Ｃ) HF＞F2＞H2 (Ｄ)無法判別。 2. ____下列分子或離子的中心原子，何者沒有孤對電子？ (Ａ) SO3 (Ｂ) NH3 (Ｃ) H2O ( Ｄ) ClO3－。 ＋ (Ｃ) H2O＋H＋ (Ｄ) 3. ____下列何項粒子，不能形成鍵結？ (Ａ) NO2＋NO2 (Ｂ) NH3＋H BF3＋F－ (Ｅ) NH4＋＋BF3。 4. ____下列 N 與 N 間鍵長，何者最大？ (Ａ) N2 (Ｂ) N2O (Ｃ) N2F2 (Ｄ) N2O4。 5. ____下圖表示氧分子的位能隨其分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減小。

6. ____右上圖表示氫分子的位能隨著其原子間距離變化的關係圖，下列對於 H2 分子之敘述何者 正確？

(Ａ)氫原子比氫分子穩定

(Ｂ) H2 的鍵長約等於 AB

(Ｃ) H－H 間距離為

(Ｄ) H－H 間距離為 AB 時，氫原子間的引力小於斥力

7. ____已知 CH4(g) → C(g)＋4H(g)，ΔH＝1660 kJ；NH3(g) → N(g)＋3H(g)，ΔH＝1055 kJ；H2O(g) → 2H(g) ＋O(g)，ΔH＝915 kJ。則 C－H、N－H、O－H 鍵能大小順序為下列何者？ (Ａ) O－H＞C －H＞N－H (Ｂ) O－H＞N－H＞C－H (Ｃ) C－H＞N－H＞O－H (Ｄ) N－H＞O－H ＞C－H。 8. ____下圖為氫原子形成氫分子之位能圖，下列相關敘述何者正確？ (Ａ)氫原子比氫分子穩定 (Ｃ)氫分子的鍵長為 1.48 (Ｄ)氫分子之鍵解離能 (Ｂ)氫原子之共價半徑為 0.74 為 437 kJ/mol。 AC ，氫原子間的引力小於斥力

9. ____右上圖為共價鍵雙原子分子之位能圖，D 點所代表的意義是下列何者？ (Ａ)位能最高， 鍵結最強 (Ｂ)位能最高，鍵結最弱 (Ｃ)位能最低，鍵結最強 (Ｄ)位能最低，鍵結最 弱。

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