0:00:06.920,0:00:09.497
分子長得什麼樣？

0:00:09.497,0:00:12.161
嗯... 分子裡面大部份是空空的

0:00:12.161,0:00:14.599
原子質量幾乎全都塞在[br]

0:00:14.599,0:00:17.147
非常非常擠的原子核裡

0:00:17.147,0:00:18.257
而電子

0:00:18.257,0:00:20.609
則決定原子間的鍵結方式

0:00:20.609,0:00:21.781
電子鍵比較像是

0:00:21.781,0:00:23.644
一整團電子雲

0:00:23.644,0:00:25.157
而不是一顆顆單獨的粒子

0:00:25.997,0:00:28.604
所以說，分子的形狀比較接近雲

0:00:28.604,0:00:31.006
而不像是... 一座雕像的形狀

0:00:31.006,0:00:32.411
但對所有分子來說

0:00:32.411,0:00:35.726
至少會有 1 種[br]排列原子核和電子的方式

0:00:35.726,0:00:38.842
使相異電荷間的吸引力會最大

0:00:38.842,0:00:42.599
而相同電荷間的互斥力會最小

0:00:42.599,0:00:44.347
假設只有最外圈的電子[br]會對分子的形狀產生影響

0:00:44.347,0:00:45.891
假設只有最外圈的電子[br]會對分子的形狀產生影響

0:00:45.891,0:00:48.808
假設只有最外圈的電子[br]會對分子的形狀產生影響

0:00:49.454,0:00:50.714
同時我們也假設

0:00:50.714,0:00:52.893
原子之間的電子雲[br]也就是分子鍵

0:00:52.893,0:00:54.561
原子之間的電子雲[br]也就是分子鍵

0:00:54.561,0:00:57.469
形狀像一條熱狗

0:00:57.469,0:01:00.289
記得原子核是帶正電

0:01:00.289,0:01:02.245
電子則是帶負電

0:01:02.245,0:01:03.731
如果所有的原子核[br]都自己聚在一塊

0:01:03.731,0:01:04.821
如果所有的原子核[br]都自己聚在一塊

0:01:04.821,0:01:06.989
而所有的電子也都聚在一塊

0:01:06.989,0:01:09.233
它們會互相排斥而飛散

0:01:09.233,0:01:11.005
那就沒什麼用了

0:01:11.451,0:01:14.103
1776 年，物理學家伏特

0:01:14.103,0:01:16.599
他在發明電池的數十年前

0:01:16.599,0:01:18.263
先是發現了甲烷 (Methane)

0:01:18.263,0:01:22.133
甲烷的分子式是 CH4

0:01:22.133,0:01:23.126
這個分子式告訴我們[br]每個甲烷分子裡面

0:01:23.126,0:01:24.800
這個分子式告訴我們[br]每個甲烷分子裡面

0:01:24.800,0:01:28.442
含有 1 個碳原子和 4 個氫原子

0:01:28.442,0:01:31.139
但從分子式卻看不出來[br]誰和誰相互鍵結

0:01:31.139,0:01:34.532
也看不出這些原子[br]在空間中的排列方式

0:01:34.532,0:01:36.742
從碳的電子組態可知

0:01:36.742,0:01:39.531
碳原子最多可以連結[br]四個以上的原子

0:01:39.531,0:01:41.576
而每個氫原子[br]則只能連接一個原子

0:01:41.576,0:01:43.034
而每個氫原子[br]則只能連接一個原子

0:01:43.034,0:01:44.402
所以，我們可以推論

0:01:44.402,0:01:49.058
碳原子應該是中心原子[br]以和其他氫原子相結合

0:01:49.128,0:01:51.650
每個鍵結即代表兩個共用電子

0:01:51.658,0:01:54.570
每對共用電子對則用線段表示

0:01:54.570,0:01:58.261
現在我們可以畫出[br]這個分子的平面圖

0:01:58.261,0:02:00.826
但在空間中看起來是如何呢？

0:02:00.826,0:02:01.807
合理的說

0:02:01.807,0:02:05.599
每個鍵結都代表著[br]帶有負電荷的範圍

0:02:05.599,0:02:07.403
正因為同性相斥

0:02:07.403,0:02:09.569
原子最喜歡的排列組態

0:02:09.569,0:02:12.330
是每個鍵結離得越遠越好

0:02:12.330,0:02:13.743
所以，要讓所有鍵結離得最遠

0:02:13.743,0:02:16.361
所以，要讓所有鍵結離得最遠

0:02:16.361,0:02:18.902
最理想的形狀，就會變成這樣

0:02:18.902,0:02:20.858
我們稱為：四面體

0:02:20.858,0:02:22.901
如果含有不同的原子

0:02:22.901,0:02:25.323
形狀也多有不同

0:02:25.323,0:02:28.299
例如：氨 NH3 [br]是金字塔形

0:02:28.299,0:02:31.122
二氧化碳 CO2 [br]則是一直線

0:02:31.122,0:02:34.548
水 H2O [br]形狀有點像彎折的手臂

0:02:34.548,0:02:37.129
三氟化氯 ClF3[br]形狀則像是一個英文字母 T

0:02:37.129,0:02:38.655
三氟化氯 ClF3[br]形狀則像是一個英文字母 T

0:02:38.655,0:02:45.819
我們現在是要[br]建立原子和電子的3D排列模型

0:02:45.827,0:02:48.138
我們還是要做實驗[br]看看這些分子實際上的形狀

0:02:48.138,0:02:50.489
是不是和我們想的一樣

0:02:50.489,0:02:51.362
答案提示：

0:02:51.362,0:02:53.554
大部份是對的，但有些錯了

0:02:53.554,0:02:54.938
如果原子數增加了[br]形狀當然也跟著變複雜

0:02:54.938,0:02:56.937
如果原子數增加了[br]形狀當然也跟著變複雜

0:02:56.937,0:02:58.574
我們剛剛舉的例子

0:02:58.574,0:03:01.071
都有一個明確的中心原子

0:03:01.071,0:03:02.325
但大部分的分子

0:03:02.325,0:03:03.948
從醫藥等級的小分子

0:03:03.948,0:03:06.774
到又臭又長的 DNA 或蛋白質[br]等高分子聚合物

0:03:06.774,0:03:08.103
都沒有中心分子

0:03:08.103,0:03:11.038
重要的是[br]原子鍵結它們會自己排好

0:03:11.038,0:03:12.316
依據法則

0:03:12.316,0:03:15.432
同性相斥最遠[br]異性相吸最近

0:03:15.432,0:03:17.107
找到最合適的排列組態

0:03:17.107,0:03:20.679
有些分子甚至[br]有兩種以上的安定組態

0:03:20.698,0:03:25.390
變換不同的組態[br]就會產生很多很酷的化學現象

0:03:25.430,0:03:29.906
即便是分子成份不變[br]即其中的原子種類、原子數目

0:03:29.906,0:03:31.585
沒有改變