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こんにちは、
1番
水分子はO-Hの共有結合が２つ、ローンペアが２つあります。混成軌道の考え方に基づけば、水分子では電子密度領域が4つあることになりsp3混成が1番強く結合を保ち安定して存在することができます。
sp3混成では四面体構造をとり、理想的な結合角は109.4度となります。例えばメタンなどはその例です。Cに対する4つのHが等価であり、同じような軌道の広がり方を見せるので結合角は109.4度となります。しかし水の場合は２つのローンペアがあり、これはO-Hの共有結合電子対よりも大きく広がってしまいます。
大きく広がる分、電子間の反発が強くなりますので、二つのローンペア同士、離れようと動きます。そうするとO-Hもその影響を受けてローンペアに多少押し込められる形になり、結合角が理想的な結合角より少し小さくなった104.5°となります。
2番
結論、一つのH2O分子に4つが配位した四面体構造を作る結晶構造になります。これは分子間の水素結合によるものです。
電気陰性度は、Hがδ+,Oがδ-となるのでHに他分子のOのローンペアが引きつけられ、共有結合性のない水素結合を作ります。1番で説明したように１つのH2O分子は4方向に軌道が伸びているので、H2O1つに対して4つ水素結合を作ることになり、このことが結晶構造が四面体構造となる裏付けとなります
ありがとうございます！
とても詳しくわかりやすく書いてあって、とても助かりました！！
1 図