115學測自然 第24題 詳解

金屬鍵・電子海 · 單選 · 題目出處：115 學年度學科能力測驗 自然考科（大學入學考試中心）

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題目

下列物質結構的示意圖，何者最能代表在常溫、常壓下鈉金屬的結構？（五個選項均為結構示意圖，如圖）
(A) 一片一片的層狀共價網，每個原子與鄰近原子以共價鍵相連
(B) 帶正電的球（標示 ＋）規則排列成陣列，球與球之間散布著標示 $\mathrm{e^-}$ 的自由電子
(C) 原子以共價鍵連成立體網狀的骨架
(D) 標示 ＋ 與 ＝ 的球一正一負交替緊密堆積成立方體
(E) 少數原子以共價鍵連成一個有限的多面體團簇（分子）

逐步解析

1. 1

   先讀圖：看正電球和自由電子

   題目要找的是常溫、常壓下鈉金屬的結構。先看圖中是否有「帶正電的粒子規則排列」以及「電子 $\mathrm{e^-}$ 在整體中自由移動」。這正是金屬鍵的典型模型：金屬陽離子晶格加上電子海。
2. 2

   對應鈉金屬：屬於金屬晶體

   鈉是金屬，價電子不屬於單一原子，而是離域成為整塊金屬共有的自由電子。因此最能代表鈉金屬的是選項 (B)：正電球規則排列，球與球之間散布自由電子。
3. 3

   逐項判析：A、C、D、E 都不是鈉金屬

   (A) 層狀共價網，像石墨，屬於共價網狀固體，不是金屬。 (C) 立體網狀共價骨架，也是共價網狀固體，不是金屬。 (D) 正負離子交替堆積，是離子晶體，不是鈉金屬。 (E) 少數原子形成有限分子，屬於分子物質，也不是金屬。
4. 4

   最易誤選：把離子晶體和金屬晶體混淆

   全班最容易錯在 (D)。因為畫面上也有正負符號、又是規則堆積，容易誤以為和金屬很像；但金屬晶體沒有一顆顆固定的負離子，金屬是正電金屬離子加自由電子海。這個差別一定要分清楚。

關鍵觀念：#金屬鍵 #電子海模型 #晶格結構

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