原子の軌道の混成と分子の形について、正しいのはどれか。2つ選べ。
原子の軌道の混成と分子の形について、正しいのはどれか。2つ選べ。
- ⑴ ベンゼンの炭素原子は sp3 混成軌道をとり、六員環は平面にならずにいす形の配座をとる。ベンゼンの炭素は sp2 混成軌道をとり、環は平面で π電子が環全体に非局在化しています。
- ⑵ アセチレンの炭素原子は sp3 混成軌道をとり、炭素と水素が折れ線形に並んだ分子の形になる。アセチレンの炭素は sp 混成軌道をとり、分子は直線形になります。
- ⑶ アンモニアの窒素原子は sp3 混成軌道をとり、非共有電子対の反発によって分子は三角錐形になる。窒素は4つの sp3 混成軌道のうち1つに非共有電子対をもち、3つの水素と結合して三角錐形になります。
- ⑷ エチレンの炭素原子は sp2 混成軌道をとり、炭素間の二重結合は1本のσ結合と1本のπ結合からなる。sp2 混成軌道どうしでσ結合をつくり、残ったp軌道どうしの重なりでπ結合ができます。
- ⑸ 水分子の酸素原子は sp 混成軌道をとり、2つの水素と結合して分子全体が直線形になる。水の酸素は sp3 混成に近い軌道をとり、2組の非共有電子対の影響で折れ線形になります。
解説
正解は⑶と⑷です。炭素や窒素などは結合をつくる際に軌道を混成させます。アンモニアの窒素は sp3 混成で、3つの結合と1組の非共有電子対が四面体の頂点方向に向くため、分子は三角錐形になります。エチレンの炭素は sp2 混成で平面三角形の配置をとり、二重結合はσ結合とπ結合からなります。アセチレンの炭素は sp 混成で直線形、ベンゼンの炭素は sp2 混成で環は平面です。水は折れ線形の分子です。
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