1.7
価電子殻電子対反発(VSEPR)理論は、単結合、多重結合、または孤立電子対に関与する電子団が互いに反発し、互いに可能な限り最大の距離に留まろうとすると仮定しています。
分子形状は、中心原子の周りのさまざまな電子団の配置によって決定されます。
分子形状には、2つの結合電子群に線形、3つに三方平面、4つに四面体、5つに三角錐形、6つに八面体という5つの基本的な分子形状があります。
分子形状を予測する際には、孤立電子対-孤立電子対の反発力が、孤立電子結合対および結合対-結合対の反発力よりも大きいことを覚えておいてください。
メタン、アンモニア、水のルイス構造を考えてみましょう。それぞれにおいて、中心原子は4つの電子基に囲まれています。
メタンでは、4つの結合電子対が4面体に配置され、理想的なH-C-H角は109.5°です。
アンモニアでは、窒素原子には3つの結合対と1つの孤立電子対があります。
電子の孤立電子対は、結合対よりも大きなスペースを占めます。これは、孤立電子対が1つの原子核にのみ結合しているのに対し、結合電子グループは2つの原子核によって共有されているためです。
H-N-H結合角は、メタンで観察される予想される四面体角の109.5°よりも小さくなります。この結合角の圧縮は、隣接する結合電子基に孤立電子対が及ぼす反発力に起因します。
電子対の配置は、電子対幾何学と呼ばれます。分子形状は原子の配置を表し、電子対の形状とは異なります。アンモニアの電子対形状は四面体ですが、分子形状は三角錐形です。
水分子は、中心原子の周りにも4つの電子団を持っています。電子対の形状も四面体であり、2つの結合電子基と2つの孤立電子対があります。
2つの孤立電子対によって加えられるより大きな反発力は、水分子のH-O-H結合角をさらに圧縮します。理想的な四面体結合角よりもはるかに小さく、分子形状が曲がっています。
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