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114分科測驗化學 第6題 詳解

矽膠交聯反應・官能基辨識 · 單選 · 題目出處：114 學年度分科測驗 化學 考科（大學入學考試中心）

題目
聚二甲基矽氧烷（甲）與化合物（乙）試劑反應後，其線形結構轉變成三維網狀結構，物理性質也從液體的矽油轉變成具有彈性的固體矽膠，圖 3 為其分子結構及化學反應示意圖，此反應稱為交聯反應（a、b、c 分別代表括弧中單元重複的數目）。

交聯反應中，（甲）末端的碳碳雙鍵與試劑（乙）中的哪個基團形成新的化學鍵結？（五個選項皆為化學結構片段，如圖）
圖3上半部：左側為聚二甲基矽氧烷（甲）的結構式，主鏈由重複的Si-O單元組成（每個矽原子接兩個CH3取代基，重複次數標示下標a），左端以雙鍵符號表示末端為碳碳雙鍵（乙烯基）；中間以加號連接右側試劑（乙）的結構式，乙的主鏈同樣由Si-O重複單元組成，左端為H3C-Si(CH3)2-O-起始（兩側都接CH3，為不反應的封端基），中段方括號內是CH3取代的重複單元（下標b，兩側接CH3的惰性間隔單元）與H取代的重複單元（下標c，此矽原子上接一個H而非CH3，是關鍵反應基），右端以Si(CH3)3收尾。圖3下半部：以「催化劑」箭頭連接到最終的矽膠結構（三維網狀交聯結構），結構中可見多條Si-O主鏈以-CH2-CH2-橋鍵（來自甲的乙烯基與乙的Si-H基團加成反應後生成的新Si-C鍵）相互連接，形成網狀交聯，其餘矽原子上仍接CH3取代基，圖下方置中標示「矽膠結構」與「圖3」。第6題(A)～(E)選項為五個化學結構片段，每個都畫出一個矽原子（Si）與一個氧原子（-O-，右側延伸鍵表示接續主鏈）：(A) 矽原子左側接H3C-、上方接CH3、下方接CH3（三個CH3同時接在同一矽原子上），右側連O延伸主鏈，即(CH3)3Si-O-封端片段。(B) 矽原子左側為延伸鍵（接續主鏈）、上方接CH3、下方接CH3，右側連O延伸主鏈，即-O-Si(CH3)2-O-鏈中片段（惰性間隔單元）。(C) 矽原子左側為延伸鍵（接續主鏈）、上方接H、下方接CH3，右側連O延伸主鏈，即-O-Si(H)(CH3)-O-鏈中片段（矽原子上帶一個活性氫，為反應基）。(D) 矽原子左側為延伸鍵、上方接CH3、下方接CH3，右側直接以Si-C鍵接CH3（不經過氧），即-Si(CH3)3片段（不含氧的三甲基矽基端）。(E) 矽原子左側直接以H鍵結（無延伸鍵）、上方接H、下方接H，右側連O延伸主鏈，即H3Si-O-片段（矽原子接三個氫）。
圖 3；第6題(A)～(E)結構選項

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答案
(C)

關鍵觀念：#加成反應 #矽氫化反應 #官能基辨識

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