化學原理啟迪360
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1. 【例題】因為鈍氣家族的元素的s軌域和p軌域都已經被電子填滿，所以一般認為它們是不會起化學反應的，這也是它們被稱為鈍氣的原因。
然而，到了1960年代早期發現許多由氪、氙、氡三種元素合成的化合物。舉例來說，美國阿岡國家實驗室製造出穩定無色的四氟化氙xenon tetrafluoride(XeF4)。請預測四氟化氙的分子構造，並且判斷它是否有偶極矩。
2. 【解題】四氟化氙XeF4的路易斯結構如下：
在這個分子，氙原子被6對電子包圍，將六對電子彼此的斥力壓到最低的排列方式是八面體構造octahetral arrangement：
這個分子的結構要看它的孤對電子/未鍵結電子對與鍵結電子對是如何排列。共有二種可能的排法如下圖：
基本上，氙與氟原子之間是鍵結電子對。
因為以上這2個分子結構是完全不同的，所以我們必須判斷哪一個分子結構可能性比較高。判斷的重點在於未鍵結電子對。
圖(a)的分子結構中，未鍵結電子對彼此的鍵角是90°，圖(b)的分子結構中，未鍵結電子對彼此朝相反方向伸展，鍵角是180°。因為未鍵結電子對需要的空間比鍵結電子大，所以，比較不可能是圖(a)的分子結構，這裡未鍵結電子對彼此夾角90°，空間太小太擠；比較可能是圖(b)的分子結構，所以我們預測四氟化氙XeF4的分子構造是一個四方形平面。
特別留意，四氟化氙XeF4的分子構造不是八面體。八面體是指分子的電子對在空間上的排列所構成的形狀，然而實際上只有四個角落有原子鍵結，因此形成的是四方形平面square planar的分子結構。
雖然每個「氙－氟鍵Xe－F」是有極性的（氟的陰電性大於氙），但是這四個化學鍵分別位於四方平面的對角線上的排列方式，造成這些化學鍵的極性彼此抵銷。
所以整體來說，四氟化氙XeF4分子是沒有偶極矩的。
3. 接著我們將討論三碘離子triiodide ion（I3－）進一步解釋如何用VSEPR模型來描述帶有未鍵結電子對的分子或離子。三碘離子的路易斯結構是：
4. 中間的碘原子有5對電子圍繞它，雙三角錐trigonal bipyramidal arrangement構造，能夠使這5對電子彼此的斥力降到最低。這些未鍵結電子對可能的構造如下圖：
5. 特別留意，構造(a)和構造(b)的未鍵結電子對彼此的夾角是90°，然而構造(c)的電子對是120°。因此三碘離子的構造應該是(c)圖的構造。
6. 依據(c)圖的電子對構造，產生的三碘離子I3－結構是一條直線/線性的。
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》
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