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電子殻の変形>四本の角の形>分子の形

以前の記事電子殻は共有結合によって変形して「四本の角を出す」という話をしました。四本の角には二つづつの電子が入っているのですからお互いの角はマイナスの電気とマイナスの電気の間に働く斥力によってできるだけ離れようとしています。それでは、ある一点からでた四本の角がもっとも離れた形はどんな形か?というと、それが教科書にも出ている正四面体の中心から正四面体の頂点に向かう四本の手になるわけです。この四本の手はどの二つを選んでも109度開いた角度をとっています。
四本の角の向き

この角を四本とも使ってできているのがメタン分子です。だからメタン分子の形は正四面体型と言われます。
メタン分子 CH4


それでは水分子の場合はどうでしょう。酸素原子は、もともと非共有電子対を二組持っていますが、不対電子二組が水素と電子を共有しているので最外殻電子の数は8個、メタンの炭素と同じ数です。この8個の電子も四本の角を出すのです。ただし、四本の角のうち二本だけに水素原子がそれぞれひとつづつついています。分子の形という時は結合している原子だけの形を見るので四本のうちの二本が水素原子とくっついている「折れ線型」となるわけです。(実際には水素原子がついている角同士は電子の斥力以外に水素原子の陽子の斥力もあるので角度は変わります。)
水分子 H2O

それではアンモニアは?四本のつののうち三本を使って窒素原子と水素原子が結合しているので三角錐型になるのです。
アンモニア分子 NH3

結局分子の形を決めるキモは四本の角なわけです。
二重結合、三重結合にはこの考え方は当てはまらないので注意してくださいね。






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