問2 次の図は,水分子H2O と水素イオンH+ からオキソニウムイオンH3O+ …
物質と化学結合について,問1 ~問4 に答えよ。
問2 次の図は,水分子H2O と水素イオンH+ からオキソニウムイオンH3O+ が生成する様子 を模式的に表したものである。水分子と水素イオンの結合として正しいものはどれか。下の 1 ~5 のうちから一つ選べ。
- 1 水素結合水素結合は、電気陰性度の大きい原子に結合したHが別の分子の非共有電子対と引き合う弱い分子間の結合で、H2OとH+が直接結合してH3O+ができるこの反応とは異なります。
- 2 イオン結合イオン結合は陽イオンと陰イオンが静電気力で引き合う結合ですが、この反応は酸素の非共有電子対をH+に提供してできる結合なので、イオン結合ではありません。
- 3 配位結合水分子の酸素がもつ非共有電子対を水素イオンH+に一方的に提供して結合するため、これは配位結合にあたります。
- 4 分子間力分子間力は分子どうしの弱い引力であり、新しい共有結合ができてH3O+という1つのイオンになるこの反応とは異なります。
- 5 金属結合金属結合は自由電子を介した金属原子どうしの結合であり、水分子と水素イオンの間の結合とは仕組みが異なります。
解説
正解は3です。水分子H2Oの酸素原子は非共有電子対(孤立電子対)をもっており、この電子対を一方的に水素イオンH+に提供することで新しい結合が生じ、オキソニウムイオンH3O+ができます。このように、一方の原子だけが電子対を提供してできる結合を配位結合といいます。結合が生じたあとは他の共有結合と区別がつかなくなり、同等の結合として扱われる点も覚えておきましょう。イオン結合や金属結合、分子間力とは仕組みが異なります。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00018.htm)を加工して作成