VSEPR 理論は、次のように電子対の幾何学的配置と分子構造を決定するために使用できます。
1. 分子または多原子イオンのルイス構造を書きます。
2. 中心原子の周囲の電子グループ (孤立電子対と結合) の数を数えます。 単結合、二重結合、または三重結合は、電子密度の 1 つの領域としてカウントされます。
3. 電子群の数に基づいて電子対の幾何学的配置を特定します。
4. 孤立電子対の数を利用して分子構造を決定します。 孤立電子対と化学結合の配置が複数ある可能性がある場合は、反発を最小限に抑えるものを選択します。
分子の双極子モーメント
異なる電気陰性度を持つ原子が結合を形成すると、電子はより電気陰性度の高い原子に引き寄せられ、一方の原子は部分的に正電荷 (δ+) を持ち、もう一方の原子は部分的に負電荷 (δ-) を持ちます。 このような結合は極性共有結合と呼ばれ、電荷の分離により結合双極子モーメントが生じます。 結合双極子モーメントの大きさはギリシャ文字 µ で表され、次の式で与えられます。
μ = Qr
ここで、Q は部分電荷の大きさ (電気陰性度の差によって決まります)、r は部分電荷間の距離です。 双極子モーメントは通常デバイで表され、1 デバイは 3.336 × 10^−30 C·m に等しくなります。
結合双極子モーメントは、結合に沿って電気陰性度の低い原子から電気陰性度の高い原子に向かう矢印で表されるベクトルで、電気陰性度の低い原子側に小さなプラス記号が付いています。
分子構造と各結合の極性に応じて、分子全体でも電荷が分離される場合があります。 このような分子は極性があると言われます。 双極子モーメントは、分子全体における正味の電荷分離の程度を測定します。 二原子分子では、結合双極子モーメントが分子の極性を決定します。
分子に複数の結合が含まれる場合、幾何学的配置を考慮する必要があります。 分子内の結合が、その結合モーメントのベクトル和がゼロに等しくなるように配置されている場合、その分子は無極性です (例: CO_2)。 水分子は折れ線形の分子構造をしており、2 つの結合モーメントは相殺されません。 したがって、水は正味の双極子モーメントを持つ極性分子です。
Copyright © 2023 MyJoVE Corporation. All rights reserved