范德華力是如何煉成的

在Structures & Bondings一課向大家簡介物質可簡單分為4種結構。其中一種為簡單分子結構Simple Molecular Structure，顧名思義即是一粒粒的簡單分子如二氧化碳或水的分子組成、分子之間由范德華力互相連結。

[Off Topic, not in syllabus] Electronegativity仲有咩用

事先聲明，以下大部分內容在DSE都不會考，純粹幫助大家理解某些在DSE不會解釋的概念。

之前講起Electronegativity就是用來推斷某分子內的共價鍵是否polar︰如果該共價鍵中兩粒原子來自同一元素，electronegativity一樣而令電子平均分佈，所以是non-polar bond；如果該共價鍵中兩粒原子來自不同元素，electronegativity較高的原子會將shared electron拉向自己一方(遠離另一原子)，令該原子帶partial negative charge而另一原子帶partial positive charge，因此是polar bond。但除此之外這概念還可以用之於氧化數 (Oxidation number, O.N.)。

Oxidation number是大家學Redox的頭幾個概念之一。它可以用於解釋一個反應是否Redox，如是的話哪個物質進行還原(Reduction)和氧化(Oxidation)。以Zinc (Zn) & dilute hydrochloric acid (HCl)為例︰

Zn(s) + 2HCl(aq) à ZnCl(aq) + H₂(g)

Or, Zn(s) + 2H⁺(aq) à Zn²⁺(aq) + H₂(g)

       0           +1              +2               0

Molecular Polarity 試題分解

1.          DSE/13/1B/2

Both BF₃ and NH₃ exist as simple molecules.

(a)    For each of these molecules, draw its three-dimensional structure.

BF₃

NH­₃

(2 marks)

(b)    For each of these molecules, explain whether or not it is polar.

(2 marks)

(c)    BF₃ reacts with NH₃ to give F₃BNH₃. Describe the bond formation between BF₃ and NH₃.

(2 marks)

Bond Polarity & Molecular Polarity

上次講完Molecular geometry之後可能好多同學都唔知有咩用，所以今次講埋共價鍵的極性(Bond polarity)和分子極性(Molecular polarity)之後大家應該會有多少少idea。不過要講呢D概念之前要先學咩野係電負性(Electronegativity)。

非金屬原子之間為了變得穩定就要組成共價鍵，鍵內的電子理應是兩粒原子之間平均分配，但事實上要視乎該原子的電負性。電負性就是指某原子核(nucleus, positively-charged)對成鍵電子(Bond electron, negatively-charged)的吸力有多強。不難想像，原子越細，Nucleus和bond electrons距離越近，吸力自然越強，所以在元素週期表中的元素週期越細(位置越高)，原子越細(因為較少電子層)，所以電負性就越高。

同樣道理，族越大、原子越細、所以電負性就越高。因此在表上右上角的氟(Fluorine)電負性最高(3.98)，而在左下角的銫(cesium, Cs)的電負性則最低(0.79)。以下是週期表展示常見元素的電負性︰

有關Molecular symmetry 的題目

AL/2006/I/3(c)(i)

Which of the following best represents the reaction of (CH₃)₃N with BF₃ to form (CH₃)₃NBF₃?

要答這條題目就得留意三隻反應物和生成物的分子形狀。N(CH₃)­₃的N有5粒最外層電子，有3粒和CH₃組共價鍵，另外2粒閒置著，所以一共有3組Bond pairs及1組lone pair。由這組合得知這分子的形狀是Trigonal pyramidal (所以C錯)。接著是BF₃︰B有3粒最外層電子，3粒全用作組單鍵，所以有3組Bond pair，所以BF₃的形狀是Trigonal planar (A及D錯)。

係講Van der Waals Force之前…

大家在中三/四時就學習過不同分子如何以電子圖(Electron diagram)顯示化合物之間的鍵，要畫出共價鍵的結構就是將原子的最外層電子層互相重疊，裡面再畫上電子，代表互相分享的電子︰

畫就咁畫但又能否反映到分子的實際形狀呢？如果該分子只有兩粒原子組成，它當然是直線(Linear)形狀，但更多的是幾粒原子組合而成的分子。

要找出某分子的形狀除了用複雜的紅外線析譜法(註︰和DSE學的IR Spectrometry有點不同)，更簡單的方法就是由分子的中央原子(central atom，例如是H₂O的O及NH₃的N)的電子對來判斷。電子對可分為兩種︰

Exception of Octet Rule & Non-Octet Structure of Molecules

之前介紹過物質要組成穩定的物質其原子的最外層電子須有8粒電子，這規律稱為Octet Rule(至於H, He, Li及Be要穩定其原子之最外層電子數量應為2，又稱Duplet Rule)。但部分物質不需要符合以上規律一樣可以穩定，其結構稱為Non-octet structure。這些物質可根據其中心原子(central atom)的電子結構分為三類︰

1.          最外層電子少於8粒，例如BeCl₂及BCl₃︰