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高校1年化学基礎です。10番の問題、答えがイ、ウ、オなのですがなぜこれだけなのでしょうか??他のとは何が違うのですか?

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回答(3件)

他の方の回答にもある通り、水素結合は(高校レベルでは)F-H、O-H、N-Hの結合があるときだけ生じます。 まず、共有電子対を引き寄せる電気陰性度は、特に強い四天王があります。すなわち、F,O,N,Clです。 このうちClを除いたF,O,Nは原子が比較的小さく(電子の総数が少なく)、H原子は共有電子対を取られてしまうと、その後「たまたま」水素の方にやってくる電子も少なくなります。 水素は電子を取られて丸裸に近くなるのですが、やっぱりK殻に電子が2個分欲しい。 そこで、Oなどの原子との共有結合とは別に、近くの分子の「余っているてんてん」(真面目に言うと非共有電子対)とも「ちょびっと結びつく」のです。これは配位結合の弱い版みたいなもので、静電気力による分子間力とは比べものにならないほど強いです。本家の共有結合ほどは強くないですが。 このようにして、水素結合はF-H、O-H、N-Hの結合があるとき、隣の分子のF,O,N原子との間に生じるのです。 水素結合が単なる+ーの電気的引力ではない証拠のひとつが、氷の結晶構造(液体の水よりも密度が小さい)です。水分子内の水素原子は、隣の水分子の酸素原子の「非共有電子対がある側」とだけ水素結合するため、正四面体に近い形で分子が並んで、ダイヤモンドみたいな結晶になりますね。

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アは同じ原子なので、共有電子対の偏りが起こらず、無極性分子となります。 エは共有電子対は、Cに偏りますが、分子が正四面体形なので、極性は発生せず無極性分子になります。 したがって、アとエの分子間力は、水素結合ではなくファンデルワールス力となります。

F、O、Nは電子を引き寄せる力(電気陰性度)が強いです。まわりの結合から電子を自分のところに引き寄せます。 電子の属性は「-(マイナス)」です。つまり、F、O、Nはマイナスの電気を帯びているとイメージしてください。 このとき、まわりに結合しているH(水素)はバランスを取るため「+(プラス)」の電気を帯びます。 例えば(イ)のHFは、極端に書くと「H+」と「F-」になります。 -と+は引き合いますから、HF分子は他のHF分子の「H+」と「F-」のペアで引き合うわけです。これが水素結合です。 一方、H(水素)やC(炭素)は電気陰性度が低いので、(ア)H2 や (エ)CH4 は大した電気を帯びず、水素結合ができないのです。