大家談科學

【摘要】「大家談科學」是為讀者闢的專欄，我們希望讀者就日常生活或是學習過程中發掘一些有趣的問題，自己試著給它一個科學的解釋，然後提出討論。我們誠懇地希望讀者們熱烈反應，藉著這一欄的篇幅，交換大家的心得。因為是個人的心得，所以不代表本刊的意見。

氧化硫的鍵數

二氧化硫應該表示為含雙鍵的構造【瀏覽原件】，或兼含單鍵和雙鍵的共振構造【瀏覽原件】？許多教科書採用後者，因為後者能符合八隅體規則。三氧化硫也有同樣的疑問：應表示為【瀏覽原件】或【瀏覽原件】。尚可寫出另二個相伴的共振構造式，即【瀏覽原件】及【瀏覽原件】。

就從實驗結果的觀點，二氧化硫應該表示為【瀏覽原件】，三氧化硫也應表示為【瀏覽原件】。首先，硫是第三週期元素，不必遵循八隅體規則。硫可含10或12個鍵結電子，例如一些熟知例子有PF₅, SF₆, CIF₅。另一個直接理由是無論SO₂或SO₃中，O－S鍵的鍵距甚短，遠短於理想的單鍵長度。氧和硫兩者形成單鍵時，原子半徑和應為1.70Å。例如H₂N-O-SO₂H分子中，確知O－S鍵為單鍵，鍵距是1.68Å。但是在SO₂和SO₃中的O－S鍵只有1.43Å，因此合理的推測是：它們都是雙鍵。

又在SOF₂, SO₂F₂系統中，O－S鍵都是1.41Å。它們的電子構造都應該表示為【瀏覽原件】及【瀏覽原件】。因此說我們不必強求硫得遵守八隅體規則。實際上，SO₂對應SF₄，含10個價電子，SO₃對應SF₆，含12個價電子。O－S的短鍵距則歸因於雙鍵。

你可知道SO₃會形成高分子嗎？平面三角形的SO₃構造僅存在於氣相，在室溫時，每三個SO₃會聚集形成六角環的構造：

【瀏覽原件】而環中的局部構造【瀏覽原件】是四面體結構。這種(SO₃)聚合物是液體，沸點44.6°，熔點16.86℃。SO₃的固態有多種構造形狀，一是如同液體的六角環構造，另一種是鏈狀構造：

【瀏覽原件】它呈針狀結晶。在環狀或鏈狀的SO₃的高分子都含有二種不同的S－O鍵距：一是終端O原子參與的雙鍵S=θ，鍵長1.41Å；另一種是橋架O氧子形成的單鍵【瀏覽原件】，鍵長1.61Å。這二種鍵長也符合前述O－S鍵的雙鍵和單鍵鍵長的區分。SO₃會形成高分子，在第三週期中並不陌生，相似的例子有(SiO₂)_n和(P₂O₃)_n。但是一個有趣的問題是：為何SO₂卻不會形成高分子？它的同族元素SeO₂卻會形成高分子：

【瀏覽原件】

我們熟知SO₂溶於水形成亞硫酸H₂SO₃，而SO₃溶於水形成硫酸H₂SO₄。但是在接觸法製造硫酸時，並非是將SO₃直接通入水，而是通入含98％的濃硫酸，形成所謂的焦硫酸H₂S₂O₇，然後再稀釋所得焦硫酸，做成所需要的硫酸成品濃度。一個重要原因是SO₃直接通入水中時，會形成硫酸煙霧，這煙霧又不易讓水吸收，因此操作很是棘手。但是很奇妙的，當SO₃通入98％濃硫酸中時，會有效地吸收，不致形成煙霧，其中原因之一可能是濃硫酸的水蒸氣壓極低，SO₃完全在液相中進行吸收。

參考資料：

1. R. J. Gillespie, Chem. 13News, March 1988.

2. N. N. Greenwood and A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Pergamon Press, p. 821, 1984.

3. R. J. Gillespie, D. A. Humphreys, N.C. Baird and E. A. Robinson, Chemistry, Allyn and Bacon, p. 302, 1986.

4. R.J. Gillespie and E. A. Robinson, Canadian Journal of Chemistry, 42：2496,1964.

一位高中生對科教環境的看法

　　洪進吉

自從上了高中，我才接觸了貴社所出版的「科學月刊」，深切覺得「科學月刊」的內容頗為充實。於是，不但就我私人而言成為貴刊的長期定戶，在校內的社團中──台南一中天文社，也藏有不少貴社所出版的各種科學叢書，因此，使得我非常敬佩貴社推動全民科學教育不遺餘力的表現。

在接到「科學月刊」四月號的同時，看到了一則即將於五月號登載有關地球科學教育文章的消息，有感而發，希望提供幾點拙見以作為貴社的了解：

一、三月十七日，也就是科學展覽剛結束，在我身屬的一中天文社參與了一件天文計算作品的比賽，不料僅獲佳作。原本認為校內的研究風氣非常興盛而能取得參賽的資格，應比較其他作品來得略勝一籌才是，竟然後來是個大失所望的結果。依其同學之見，似乎感受得出評審的偏差；事實是否真如此，我們則未敢斷言，然而此說法早已眾所皆知。

由此，也讓我想起國中時的一次科展中，有一代表參加台南區之應用科學組的作品，但最後才知道是將各組別的作品混合一起評審。可是由於評審教授僅限於專擅生物、數學、化學，而沒有懂得組合語言的，所以不出所料的，當時參賽得獎的只有關於生物及化學。試問，這般的評審焉能稱得上公平呢？

其實大家都知道，通常只要指導老師是評審老師，或者有些關係的，成績都不會太差的。無怪乎同學會抱怨：得獎的總是那幾個學校，加上此次科展中評審地球科學的教授，是否果真了解天文，也值得存疑。實在難怪會流傳一則非常諷刺的話語：想要得名，還真得去請能使得名的指導老師呢！

再者，科展中的作品，在小學，可以說十件有八件、九件是老師做的，國中仍有一半是老師的功勞，即使上了高中，有些學校的作品則屬於「老師創，學生作」，這些情況真令人悲嘆。但當然，我們並無意批評指導老師，只是覺得科展的目的是在發掘新人才，倘若光只為了得名而喪失了原有的用意，豈不太沒意義了嗎？

二、地球科學並不納入大學聯考範圍內，顯然各個以升學為主要目標的高中，會逐漸漠視這一科，這是非常可惜的。就像我們學校，原本有一座天文台，裡面的設備──一座16公分的反射望遠鏡──在當時（民國六十八年設置）已算非常好的。但是現在天文台的情況可真令人慘不忍睹，已腐蝕成洞的鐵板，下雨天都會漏水，就連望遠鏡都已發霉了。雖然我們有心想募集基金來修復，然而按規定又不能留校觀測，所以等於這座天文台已宣告死亡了，根本不再使用它了！而我們的觀星設備，幾乎全由學生本身自助提供，但畢竟經費有限，其困苦是可想而知的，所以有許多研究計畫就因為缺少校方的支持，使得我們滿腔的熱情深深的受到打擊。

三、與南一中天文社相關性的社團有許多（可見天文通訊二一二期），除此以外的還有：台南二中地科研究社、台南二中天文社、新化高中天文社、高雄女中科學研究社、台南女中自然科學研究社等等。在我們其中幾個社團交互來往的經驗中，覺得大家的遭遇也是差不多的，即使有些大學社團也是如此。因此，我認為這是個普遍的現象，正以說明國內對研究科學的社團不夠重視，也不夠肯定；但倘若教育當局能將之視為一人才培育的基礎，相信這將會是一股新生的強大力量，對科學教育的紮根更有所幫助。

四、我們曾經與台南市立兒童科學館合辦過活動，發現裡面有非常豐富的器材：二架大型望遠鏡、星象儀、星座投視儀等。全館五樓，但只設主任一名、教師一名、職員二名，而平日則因為人手不足只開放一、二樓，僅有兒童閱覽室、水族與野生動物標本室以及科學實驗室，其他就都不開放。該科學館限於人事編制而無法充分利用，實在令人感到遺憾。

除此之外，擁有全省（東南亞）最大望遠鏡的中央大學天文台，曾經在一次參觀中發現，此天文台的利用也是近乎於零。想想，在國內不是光有人才而無設備，就是只有設備而無人才；人才與設備不能相輔相成，如何能發展出更上一層樓的科技？我想，當務之急不是該做到往下紮根，往上生長嗎？！

提出這些，只是希望達到拋磚引玉，喚醒各界人士的注意力，也作為貴社的參考，多重視南部的科學教育。因為處於南部的我們，礙於經費、時間、學業的關係，都無法北上去參與貴社的諸項活動，頗為遺憾，也許日後能欣見南部也能同享類似的活動。

（作者係南一中天文社的同學）

回到最上面

科學月刊全文資料庫

最佳瀏覽解析度800*600，請使用IE4.0以上版本的瀏覽器

科學月刊雜誌社．金台灣資訊事業有限公司．圖龍文化事業股份有限公司版權所有
Copyright 2000 Science Monthly and King-Taiwan Information Technology Inc. All Rights Reserved.