分子幾何学に関する演習 (コメント付きテンプレート付き)

a) 結合電子対のみが分子の幾何学形状を決定できます。

b) 分子の中心原子の周りの電子の対は電子雲のように振る舞い、互いに反発します。

c) 分子の幾何学形状は、非結合電子による分子の中心原子の引力の結果です。

d) 分子内の中心原子の数が多いほど、構造は異なる幾何学形状をとることができます。

答えの説明

価電子殻電子対反発理論は、分子の形状を予測するために使用されるモデルです。

分子の中心原子には電子の対があり、結合に関与している場合と関与していない場合があります。 これらの価電子は電子雲のように振る舞い、互いに反発し、可能な限り最大の距離を形成して配向します。

原子番号 1 の元素 X が原子番号 9 の元素 Y と化学結合を形成するとします。 形成された化合物の分子構造は何ですか?

答えの説明

すべての二原子分子、つまり 2 つの原子のみで形成される分子は、直線状の幾何学的形状を持っています。

原子番号 1 の元素は水素 (H)、原子番号 9 の元素はフッ素 (F) で、これらは共有結合によって結合し、フッ化水素酸 (HF) を形成します。

酸素は地球上で最も豊富な元素です。 それは、生物の生存に不可欠な 2 つの分子の組成にあります: 酸素ガス (O2) と水 (H2お)。

答えの説明

a) 違います。 化学元素は酸素のみですが、酸素ガスは元素の 2 つの原子で形成されるため、二原子分子です。 水分子は 2 つの水素原子と 1 つの酸素原子で構成されているため、三原子になります。

b) 違います。 酸素ガスは 2 つの原子から構成されているため、直鎖状の分子です。 中心原子である酸素が 2 つの共有結合を形成することに加えて、利用可能な電子対を 2 つ持っているため、水分子は角張っています。

c) 正解です。 酸素原子は水分子の中心原子です。 酸素ガスには、共有結合によって結合された 2 つの原子があります。

d) 間違っています。 酸素ガス分子は直線状なので結合角は180°です。 水分子の角度は 104.5 度です。

列 I の分子を列 II のそれぞれの幾何学的形状と正しく関連付けます。

答えの説明

HCN: 線形幾何学

3 つの原子を持ち、その中心原子が他の 2 つの原子に結合しており、利用可能な対電子を含まない分子は、線形の幾何学的形状を持ちます。

NOCl: 角度幾何学

3 つの原子を持ち、その中心原子が他の 2 つの原子に結合し、利用可能な対電子を 1 つ含む分子は、角のある幾何学形状を示します。

のみ3: 平面三角幾何学

4 つの原子を持ち、その中心原子が他の 3 つの原子に結合しており、利用可能な対電子を含まない分子は、平面的な三角形の幾何学的形状を持ちます。

NH3: ピラミッド幾何学

4 つの原子を持ち、その中心原子が他の 3 つの原子に結合し、利用可能な対電子を 1 つ含む分子は、ピラミッド状の幾何学構造を持っています。

CH4: 四面体幾何学

5 つの原子を持ち、その中心原子が他の 4 つの原子に結合しており、利用可能な対電子を 1 つも含まない分子は、四面体の幾何学的形状を持ちます。

PCl5: 両錐体幾何学

6 つの原子を持ち、その中心原子が他の 5 つの原子に接続されている分子は、中心原子から独立した双錐形の幾何学構造を持っています。

SF6: 八面体幾何学

7 つの原子を持ち、その中心原子が他の 6 つの原子に接続されている分子は、中心原子から独立した八面体の幾何学構造を持っています。

分子内の原子の数が多いほど、可能な分子幾何学の数も多くなります。 三原子分子の場合、直線状または角張った形状を持つことがあります。

以下は、分子の角度幾何学を与える、中心原子上に利用可能な電子対を持つ分子の例です。ただし、次の場合を除きます。

答えの説明

二酸化炭素分子 (CO2) 中心原子である炭素には利用可能な対電子がないため、線形幾何学形状を示します。 接続間の角度は 180 度です。

O=C=O

メタンガス(CH4)は地球温暖化の原因となるガスの一つです。 これは最も単純な炭化水素であり、例えば有機物の分解や一部の草食動物の消化過程で生成されます。

答えの説明

CH 分子の幾何学構造4 それは四面体です。 メタンガスは5つの原子からなる化合物で、中心原子である炭素には4つの配位子が含まれています。 軸間の最大距離を許容する角度は 109 度 28 分です。

同素性とは、化学元素がさまざまな単体物質を形成する能力です。 たとえば、酸素には 2 つの同素体があります。酸素ガス (O2)、好気性の生物に不可欠なオゾン(O3)、太陽からの紫外線から地球を守ります。

答えの説明

2 つの原子 (二原子) によって形成される分子は、直線状の幾何学的形状を持っています。 三原子分子は直線状または角張ったものになります。

オゾンの場合(O3)、中心原子に利用可能な非結合電子対が含まれているため、幾何学形状は角張っています。

(ウエスピ) 左の列を右の列に関連付け、化学種をそれぞれの分子幾何学的形状に関連付け、正しい配列を上から下にマークします。

答えの説明

のみ3 硫黄 (S) の中心原子には 3 つの配位子が含まれているため、平面的な三角形の幾何学構造を示します。

PCl5 リン (P) の中心原子には 5 つの配位子が含まれているため、三角両錐の幾何学形状を示します。

H2 中心の酸素原子 (O) には 2 つの配位子と利用可能な電子対が含まれているため、角のある幾何学形状を示します。

NH4+ 中心の窒素原子 (N) には 4 つの配位子が含まれているため、四面体形状をしています。

CO2 中心の炭素原子 (C) には 2 つの配位子が含まれており、利用可能な電子対が存在しないため、直線状の幾何学形状を示します。

(UFRGS) 二酸化硫黄は空気と接触すると三酸化硫黄を形成し、次に水と接触すると硫酸を形成します。

以下の左の列には、このプロセスに関与する 5 つの物質がリストされています。 右の列はその物質の分子の特徴です。

答えの説明

H2のみ4: 四面体幾何学と極性分子

のみ2: 角幾何学と極性分子、および分子 H2

2: 線形幾何学と非極性分子

のみ3: 三角幾何学と非極性分子

酸素 (O など) のような化学元素の一種によって形成される分子2) は、それらの成分間に電気陰性度の差が見られないため、無極性です。

原子間の電気陰性度に差がある場合、その分子が極性であるか無極性であるかは幾何学によって決まります。

たとえば、三酸化硫黄 (SO3) は、結果として生じる分子の双極子モーメントが 0 に等しくなる三角幾何学のため、無極性です。 一方、二酸化硫黄(SO2) は、双極子モーメント ベクトルがゼロではないため、その角度幾何学により分子は極性になります。

(Ufes) OF分子2 は極性であり、BeF 分子は2 それは無極性です。 これは次の理由によるものです:

答えの説明

a) 違います。 分子の電気陰性度に差がある場合、極性を決定するのは幾何学です。

b) 正解です。 二フッ化酸素(OF)として2) は不対電子対を持ち、角張った構造が形成され、その結果生じる双極子モーメントはゼロとは異なり、極性分子として特徴付けられます。

二フッ化ベリリウム (BeF)2)、中心原子には不対電子がないため、その幾何学形状は線形となり、双極子モーメントはゼロに等しく、分子は無極性になります。

c) 間違っています。 原子のサイズは分子の空間構造に影響を与えます。

d) 間違っています。 反応性は結合を形成する能力に関連しています。

e) 違います。 実際、沸点 (気体状態への移行) を含む多くの特性に影響を与えるのは分子の極性です。

カロライナ州バティスタ. 分子幾何学に関する演習 (コメント付きテンプレート付き)。オールマター, [発見]. 利用可能な地域: https://www.todamateria.com.br/geometria-molecular-exercicios/. アクセス:

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