電子対の幾何学と分子の幾何学

分子の幾何学的構造は、色、磁性、反応性、極性などの特性を決定する上で重要である。その幾何学的構造を決定する方法はいくつかある。ジオメトリーには様々な種類があります。線形、曲線、三角形平面、三角錐、四面体、八面体などが一般的な幾何学図形である。

分子幾何学とは？

分子幾何学とは、分子を構成する原子の空間における3次元的な配置のことである。原子は、結合-結合反発、結合-孤立ペア反発、孤立ペア-孤立ペア反発を最小にするように配置される。同じ原子番号と電子対を持つ分子は、同じ形状を持つ傾向がある。VSEPR理論とは、価電子対の数から分子の形状を予測するモデルである。しかし、VSEPR法を用いて分子の形状を決定する場合、結合のみを考慮すればよく、ローンペアは考慮する必要はない。分子の形状は、様々な分光法や回折法などで実験的に観察することができる。

電子対地形とは？

この方法では、中心原子を取り囲む価電子対の数によって、分子の形状を予測することができる。価電子対反発理論（VSEPR理論）は、このように分子の形状を予測するものである。VSEPR理論を適用するためには、結合の性質についていくつかの仮定を置く必要がある。このアプローチでは、分子の幾何学的構造は電子-電子相互作用にのみ依存すると仮定している。また、VSEPR法では以下の前提条件を設定しています。

-分子内の原子は電子対によって結合している。これを結合対という。

-分子内の一部の原子は、結合に関与しない電子対を持つこともある。

-分子内の任意の原子の周りにある結合対と孤立対は、最も相互作用の少ない位置を採用します。

-比較キーペアを分離すると、より多くのスペースを必要とする。

-2つのキーは、1つのキーよりもスペースを取ります。

幾何学的構造を決定するためには、まず分子のルイス構造を描かなければならない。そして、中心原子の周りにある価電子の数を決定する。単結合基はすべて共有電子対結合型に指定されています。配位形状はσフレームワークのみで決定される。π結合に関与する中心原子の電子を減算する必要がある。分子全体に電荷がある場合、中心原子にも電荷を割り当てる必要があります。背骨に付随する電子の総数を2で割って、σ電子対の数を出す必要があります。この数字をもとに、分子の形状を特定することができる。ここでは、一般的な分子形状を紹介する。

電子対の数が2であれば、幾何学的な形状は線形である。

電子対の数: 3 幾何学: 三角形平面

電子対の数: 4 幾何学的形状: 正四面体

電子対の数: 5 幾何学: 三角形の双曲線

電子対の数：6個 形状：正八面体