今日の記事では、分子の幾何学を理解するのに役立つVSEPR理論について議論します。 まず、VSEPRは何の略ですか？ それは価電子殻電子対反発理論である。 ハイライトされた単語’反発’に注意してください。

それはキーワードであり、あなたがこの概念を把握する必要があるのは、原子がそれらの電子間の反発のためにできるだけ離れていたいという考えを心に留めておくことだけです。

このモデルの例を使用して、これがどのように機能するかを説明しましょう。, 赤い球は中心原子を表し、青い球はそれに接続されています：

青い原子が互いに反発することを念頭に置いて、それらのための最適なジオメトリ すべての間で同じ角度でできるだけ遠くに置く向き。,

この場合、それらを180°に配置すると、最適な形状を達成することができます。

中央ユニットの周りに三つの原子がある場合、最適な角度は120°です。

中心に四つの原子が接続されているとき、あなたはそれが何だと思いますか？

あなたが四面体幾何学について聞いたことがなく、それが90oだと思ったなら、それは大丈夫です、私たちはすべてこのトピックに最初に, しかし、四面形状がよりよい配置での角度との間には109.5o:

各形状をしたい名前

ありきり原子が ということはありません、この炭素、そしてなにかこのポストはオへの有機化学。

さて、いくつかの用語について説明しましょう。 上記のモデルデモでは、青い球は原子を表していると述べました。, しかし、実際の分子では、それらは原子または電子の孤立電子対であり得る。 例えば、水のルイス構造では、それが二つの原子と二つの孤立電子対を持っていることがわかります。

これは、ルイス構造を既に知っていることを前提としているため、チェックしない場合は、この記事を参照してください。,

原子と孤立電子対の数の合計は立体数（SN）と呼ばれます：

あなたは結合の数を含む立体数のための別の式を持っているかもしれません。 ただし、この式を使用する場合は、債券の種類について心配する必要はありません。 それが単結合、二重結合または三重結合であるかどうかにかかわらず、それは任意の結合型に対して原子+孤立電子対である。,

最後の二つの分子は同じ立体数（4）を持っているが、原子と孤立電子対の数が異なることに注意してください。 これが、電子と分子の形状を特定する必要がある理由です。

電子幾何学については、原子と電子を等しく扱います。 上記の例における最後の二つの分子（CH4およびNH3）は、両方とも四面体である。,

SN(C)=4原子+0孤立電子対=4

SN(N)=3原子+1孤立電子対=4

これは四面体電子幾何学に対応します：

しかし、それらの分子ジオメトリは異なります。 メタン(CH4)では四面体であり、アンモニア(NH3)では三角錐である。, 窒素上の孤立対は重要であり、それがなければ、平坦/平面幾何学を持つ仮説分子があるでしょう：

なぜ分子幾何学の命名のために孤立対を無視するのですか？ それを見る一つの方法は、電子が原子核よりも無限に小さくて軽いという事実であり、現代の顕微鏡で見ると、私たちはそれらを見ません。,

この表を使用して、原子と孤立電子対のすべての組み合わせについて、電子と分子の形状を決定します。

次に、次の手順に従って表に示す例のチュートリアルです。

1。 分子のルイス構造を描きます。

2. 中心原子上の原子と孤立電子対の数（立体数）をカウント

3. （できるだけ離れて）反発を最小限に抑える方法でそれらを配置します。

4., 電子および分子幾何学の名前を決定する。

A）BeCl2

1）ルイス構造は次のとおりです。

2）S.N.（Be）=2原子+0孤立電子対=2。 これは表の最初のカテゴリに分類され、AX2タイプです。

3）塩素を180oに置く

4）Beには孤立電子対がないため、これは電子と分子の両方の幾何学的形状のライナーです。

B)BH3

1)ルイス構造は次のとおりです。

2)ホウ素の立体数はS.Nです。, (B)=3個の原子+0個の孤立電子対=3である。 これは第二のカテゴリとAX3タイプに分類されます。

3）反発を最小限に抑えるためにボロンは120oでなければなりません：

4）この配置は三角平面と呼ばれます。 すべての原子は同じ平面上にあります。

C）CH2NH

1）ルイス構造：

2）S.N（N）=2原子+1孤立電子対=3。 これは第二のカテゴリとAX2Eタイプに分類されます。,

3)窒素の周りの原子と電子は約120oにあります

4)これは、孤立電子対を無視すると分子が曲がって見えるため、曲がった幾何学と呼ばれます。

ここで指摘することは、孤立電子対が原子よりも強い反発を持っているという事実です。 したがって、予想される角度は、実際には100％一致するとは限りません。

H2OとNH3を再度議論するときにこれに到達します。

D）CH4

1）ルイス構造：

2）S.N., (C)=4個の原子+0個の孤立電子対=4である。 これはAX4タイプです。

3)原子は109.5o

4)であり、電子および分子幾何学のために四面体である。

E)NH3

1)ルイス構造:

2)S.N.(N)=3原子+1孤立電子対=4であり、表中AX3E型である。

3）孤立電子対の原子は109にあると予想される。,5oは、しかし、孤立電子対からの反発が強いため、水素間の角度は約107oです：

4）これは三角錐形幾何学と呼ばれています。

F）H2O

1）ルイス構造：

2）S.N.（O）=2原子+2孤立電子対=4。 これは表のAX2E2タイプの下にあります。

3）孤立電子対の原子は109.5oであると予想されるが、孤立電子対からの反発が強いため、水素間の角度は約104である。,5o:

4)これは曲がったジオメトリと呼ばれます。

水と分子C（CH2NH）の角度は、両方とも曲がっていても異なることに注意してください。 その理由は、覚えておいてください、角度は電子幾何学に基づいて定義されているからです。 これに応じて、角度が異なる場合があります。

VSEPRと有機分子の幾何学

より小さな分子の場合、私たちは分子幾何学を決定する中心原子を持っています。 しかし、より大きな有機分子を扱う場合、この分子が四面体または三角平面などであると言うのは正確ではないかもしれません。,

例えば、この分子に中心原子は存在しない：

そして、ジオメトリは、関心のある各原子について決定される。 番号の付いた原子のためにそれをやってみましょう：

酸素1は一つの原子に接続されており、SN=3になる二つの孤立電子対を持っています。 その電子幾何学は三角形の平面であるが、それは線形の分子幾何学を有する。

炭素2は三つの原子を持ち、孤立電子対はなく、立体数3である。, したがって、その電子および分子の形状は三角形の平面である：

酸素3は二つの原子に接続され、二つの孤立電子対を有し、水のように、S.N.(O)=2原子+2孤立電子対=4である。 したがって、それは四面体電子幾何学および曲がった分子幾何学を有する：