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例 特定毒物 劇物
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演習No.001

問題18

分子内の共有電子対と非共有電子対の数が等しい分子として適切なものは次のうちどれか。

HCl
H2O
Cl2
N2

解  説

選択肢(2)が適切です。

$\ce{_{1}H}$ は 1族で原子番号が 1です。

$\ce{_{17}Cl}$ は 17族で原子番号が 17です。

$\ce{_{8}O}$ は 16族で原子番号が 8です。

$\ce{_{7}}$ は 15族で原子番号が 7です。

基礎化学に関する問題です。

用語をまとめます。

不対電子……対になっていない単独の電子

共有電子対……原子同士が共有しあって結合している電子対

非共有電子対……共有していない電子対

価電子 1個 4個 5個 6個 7個
不対電子 1個 4個 3個 2個 1個
非共有電子対 0組 0組 1組 2組 3組


原子中の価電子は、2個で対になったときに安定します。

このように逆向きのスピンをもつ2個の価電子が対になったものを電子対、対にならずに単独で存在する価電子を不対電子といいます。

下に示すように、酸素O原子では、L核に6個の価電子をもちますが、そのうち4個は2組の電子対をつくって安定化します。

残りの2個の価電子が不対電子です。

電子対・不対電子、共有電子対・非共有電子対

(1)塩化水素 HClの電子式

塩化水素

共有電子対………1組

非共有電子対……3組

したがってこれは、不適切です。
周期表17族に属する元素(F、Cl、Br、I、At)をハロゲンと言います。
ハロゲン原子はいずれも7個の価電子をもち、電子1個を取り入れて1価の陰イオンになりやすいです。
金属元素とは、イオン結合により塩(えん)をつくり、非金属元素とは共有結合で分子を作ります。

(2)水 H2Oの電子式

共有電子対………2組

非共有電子対……2組

選択肢(2)が適切ということになります。

(3)塩素 Cl2の電子式

共有電子対………1組

非共有電子対……6組

したがってこれは、不適切です。

(4)窒素N2の電子式

共有電子対………1組(三重結合)

非共有電子対……2組

したがってこれは、不適切です。
窒素分子N2は、窒素原子どうしが三重結合しています。
窒素が希ガスについで反応性に乏しい理由は、N≡N結合の結合エネルギーが945kJ/molと非常に大きな値をもつことが原因と考えられます。

ちょっと難しい関連説明

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