全てかどうかは僕も勉強不足で分かりません。
ただ分子の形を決めているのは電子がどういう形で配置されるかです。H2S、H2Oに関しては、真ん中にあるSまたはO原子に非共有電子対があります。これが分子の形に影響してきます。
高校では全て平面上にあるような感じで教わりますが、実際は分子の形や電子配置は3次元的になります。CH4のメタンという分子の立体構造を調べてもらうと分かりやすいのですが、正四面体型の形で電子が配置されており、Hもそこに結合します。Cには非共有電子対は無く、全ての電子がHと結合するためメタンの立体構造は正四面体となります。
H2S、H2Oに当てはめてみるとHが２つ結合しているだけで2組の非共有電子対が残ります。非共有電子対どうしの反発もありますが、電子配置、結合の位置的に折れ線型になってしまいます。
余談ですが、CO2に関しては真ん中のC原子には非共有電子対がありません。そのため電子の配置の形も変わり、また、非共有電子対どうしの反発も無いため直線型になるということです。
長々とすみません。分かりづらければまた聞いてください。
アセチレンはC2H2やけど、直線やな。
電気陰性度の観点から全て形は予想できるようになってる。
つまり、その覚え方はあまりよくないと思う
例えばやけど、電気陰性度においてのHの値は、2.2 Clは3.2
値が結構離れてるからベクトルの向きが打ち消しあわずに、HがClの方によってしまうんよ。
これが電気陰性度によって起こる極性って言うもんやな
こういうふうに全てが理由をもって形が形成されてるから暗記ではダメだと思う
ちなみにCの電気陰性度の値は2.6
長文失礼しました
極性というのは前で言ったように電気陰性度の差によって生まれたベクトルの和。
例えばNH3だったら、Nに対して3つのHがよるようになる。したがって、三角錐を作る。
と覚えていたらセンターまでなら行ける！
ここからは難関校を目指す人に対する説明や
⤵︎ ︎
もっと詳しく言うと、N原子のsp³混成軌道のうちの3つが、H原子の1s軌道にある不対電子と電子対を作って結合し、NH3分子を作る。
そして、ほかのsp³混成軌道のうちの一つに非共有電子対が入る。このとき、結合に関与しない一組の非共有電子対が、共有電子対に対して強く反発するためのN-H結合どうしの角度はCH4よりも小さい106.7°(具体的に言うと)になるから
形がわかるってことなんよ。
今の話だと分子の形を決めているのは非共有電子対とかsp3軌道とかですよね？
極性って関係なくないですか？
分子の構造を決定する順序が違うんです。
まずエネルギー準位から電子軌道がわかり、電子がどう組み合わさるかがわかる、しかしそれはあくまでも、平面での考え。
三次元空間における立体で考えた時その平面のものを立体化する時に極性という概念を用いるのです。
さっきのNH3の話から考えると非共有電子対があるので極性がなくても三角錐型ってわかりますよね？
実際考えなくても見ただけで分かりますが、あった方がより正しく深い理解に至ると言うだけです。
そして、質問者様が言っているのはH2〇というのが全て折れ線という抽象的な具体例を上げていらっしゃったので、概念を説明したのです
極性というのはただよっているだけ、ではなくベクトルの総和なのです。
教科書や資料集その他資料にもテーマとして
分子の形と極性や、電気陰性度の大きさと分子の極性からわかる分子の形などで載っているものがたくさん存在しています。是非調べてみてください。(o´罒`o)
それは自分も初め思いましたが、質問の内容を拝見するからにH2〇というのがH2SやH2Oに関してのみ分からないことではないのでは？と思ったのです。
H-〇-Hという囲まれた形のが上記した例だと分かるのは電子配置の考え方を理解しているからです。
自分は本当にその部分に対しての理解をしているかを問いたかっただけなのです。
例えば後ろにH2という文字ががついてもしっかりと判断できるかを問うために例に挙げたに過ぎないのです。
やっと言いたいことが分かりました。笑
ただ考え方としては電気陰性度→極性→分子の形ではなく、分子の形+電気陰性度→極性ではないでしょうか？
また電気陰性度と極性から分子の形が分かる文献を教えていただきたいので載せてもらえますか？
分子の形を考えるのには2通りあると思ってもらっても大丈夫かと、
オクテット則→電子配置→電気陰性度→極性→形
エネルギー準位→軌道→電子配置→形
ざっとしか調べてないのですがhttps://kimika.net/r3kyokusei.html など？
1番信じられるのは論文等だと思います
電気陰性度からは１つ結合においての極性はすぐ分かりますが、全体の極性は分子の形からでないと分からないと思います。
また、この文献には電気陰性度から分子の形が分かるという記載はありません。
オクテット則で電子配置を確立し、電子対の反発を考え配置を仮定する。(☜これはまだ分子の形とわ言えない)
電気陰性度よりそれぞれのベクトルをもとめ、そのベクトルの総和より全体のベクトルがわかる。そうすることで三次元空間における分子の形がわかる。
ルイス構造，VSEPRモデルでより理論的な背景をもつ混成軌道の概念などを本当はプラスで考えます。
いや電子対の反発を考えた時点で分子の形って決まってますよね？
そのあとの電気陰性度の話ってプラスでただ全体の極性求めてるだけですよね？
それを決まっているといえるのは背景に知識があるだけです。
いや、ただ足しているのではなく、それが三次元空間におこしてみた時、本当にそうなのかを知らない前提で確かめるのにプラスで必要ということです。
もう知っている、知識のある状態なら反発を考えたらいらないのかも知れません。しかし、あまりよくわからないという時にはそこまで考えて理解をしたあと、勝手に省けばいい(既知ゆえ)ということです。
電気陰性度って分子の形には影響を与えてるわけではないので、背景に知識あるとかそういうのじゃないと思うんですが
えっと、これを言うと 、は？か思うかもしれませんが世の中には分子の形を決めるのにふたつのパターンがあるのです。(言いたくありませんが……多分多くが後者を嫌うので……)
まず1つ目、メジャーだが自分的に好きでないもの、
これがわたさんのいっている電気陰性度からは分子の形は決まんねぇだろっていうやつ。
これを立証するのに用いられたのが、VSEPR理論やWalsh則(あまり人気無い)を用いたウォルシュ・ダイヤグラムです。
2つ目、これが自分の言っているものそして、かなりマイナーだが自分では好みなやつ
電気陰性度から分子の形を予測するというものです。
これを立証するのに用いられたのがBent 則(かなりマイナー)
つまり、多くの人は最初を選ぶでしょうけど自分としては後者が好きなだけです。
質問者様にわかりやすいかなと一例を挙げたのですか……
bent則は元の構造が分かった上で、置換基によって結合長や結合角がどのように変化するかというものです。
ですので今回の話とは関係がありません。
一応、大学の教授にも確認しましたが、電気陰性度から分子の形を決定するのは無理らしいです。
日本語が違ったのかも知れませんね
電気陰性度のみからわかるのではなく、電気陰性度の関係を使っているという所を強調したかったんやわ
bent則は
分子の結合角および結合長と置換基の電気陰性度 との相関関係を軌道の混成の観点から説明し、
中心原子Eの 種 類 に よらず広 くあ ては ま
ることから,分 子の構造変化を予測する経験則のことですよね？
分子の形に電気陰性度が何も関係ないってのはおかしくないですか？
bent則に関してはそれで合っていると思います。
僕は今回のように形を求めるものでは電気陰性度は関係ないと言っているだけです。
それに電気陰性度を使わなくても置換基の嵩高さやエネルギー準位からある程度は分かります。
ちなみに最初にこんな回答してましたよ。
自分は中学一年の時、構造式はオクテット則から電子配置を書けばわかる。そのあと、電気陰性度を考え、そのベクトル和で決まる極性の観点から分子の形がわかると教わりました。
その時の著者の本はたしか岡野の初歩からしっかり身につくとかいう本だったと思います。
それに〜から言っていることはつまりVSEPR理論やWalsh則のことなのでそれは独立で理解してます。
あと、bent則においては、例えば分子XEH3に お いて, 置換基Xの 電気陰性度が低いほどE-H結 合長は増大す る。というように電気陰性度が関与されているはずなのですが、これは分子構造の変化を見るのに用いられていて、分子の形には関係がないと言えるのはどうしてなのでしょうか……教えて下さるとありがたいです！(まだ、高一なので理解が甘い点があると思われますので)
岡野先生の本に書いてあることを言ったら無難かと思ったのですが、ウォルシュ・ダイヤグラムなどを見るとそうとは思えないんですが、本にはそう書いてあったので…例えで水を上げていましたね。
電気陰性度が関与して構造が変化すると言っても大きな変化はありません。元々三角錐型の分子でも結合角や結合長が多少変化するだけで三角錐型には変わりありません。結合角や結合長の大小を考える問題ならともかく、今回のように分子の形さえ分かればいいものに関しては電気陰性度を考える必要が無いということです。
電気陰性度が関与する影響力が小さいのはどの資料を見ればわかりますか？
あと、その考えから行くと岡野先生の本の内容は偽りであり事実とは違うことを書いてあると言うことなのですね？間違って覚えたら大変なので。ちなみに最初の電気陰性度のみがきめてるは本からの引用です。友人の本で確認したので確かです。
CH4の結合角が109.5度になるのに対して電気陰性度の低いヨウ素Iを置換したものが画像のものです。bent則から結合長が伸び、H-C-Hの角度が広くなっても変化はこの程度です。
岡野さんの本に関しては読んだことが無いので間違っているかどうかは分かりません。
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質問者でないものからの質問で申し訳ないのですが
、極性を使ってどのように分子の構造を決定するのでしょうか？
極性はあくまで電子の偏りを見るものだと思っているのですが、、。