硝酸イオンについて

質問

硝酸イオンＮＩＯ３－は、なぜ１価のマイナス陰イオンになるのでしょうか？
塩化物イオンＣｌ－は、価電子が７で、安定した８になるため、電子が１つきて、マイナス１価になります。
水酸化物イオンＯＨ－は、Ｏの価電子が６で、２こ電子を受け取ると安定するので、Ｈから１こ出し合って共有し、それでもまだ、１こ受け取れるので、１こ電子がやってきて、１、マイナスになるのかと思いました。
硝酸イオンＮＯ３－は、Ｎの価電子が５で、あと３こ電子を受け取りたいので、Ｏが３つだから、Ｏから１つづつ受け取って、ＯもＮから１つづつ受けとって、（Ｏ１つにつき、電子１つＮから受け取って）でも、Ｏは本当は、２つ受け取って、Ｍカクを、８にしたい・・、しかし、１つうけとり、７で、そのＯが３つだから、ＮＯ３は、マイナス３価になるのではないのでしょうか？
基本的に考え方がちがうのでしょうか？
よろしくお願いいたします。

回答No.1

htms42 · ベストアンサー

硝酸イオンではなくて硝酸で考えます。
ＨＮＯ３の結合はどうなっているのかという質問と同じです。
普通に共有結合を考えると電子の数が合わなくなるという疑問です。

分かりやすいのは亜硝酸ＨＮＯ２です。
Ｈ－Ｏ－Ｎ＝Ｏ
ですから普通に考えて問題のない構造です。
このＮにもうひとつ酸素がくっつくのはどういうことで可能になるのという質問だということになります。

配位結合というのを習っていませんか。
普通の共有結合は結合する両方の原子から同じ数の電子が提供されて共有します。でも提供する電子の数が異なっていても「共有」は可能です。
Ｈ－Ｏ－Ｎ：
　　　　　∥
　　　　　Ｏ
Ｎには使っていない２つの電子があります。Ｏの最外殻電子は６つですから後２つ必要です。Ｎの２つの電子をＯが使わせてもらうというのでも共有結合が成り立ちます。ＮもＯもＮｅと同じ電子配置になります。
Ｈ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ３Ｏ^＋＋ＯＨ^－
ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ→ＮＨ４^＋＋ＯＨ^－
の場合の説明が教科書にあると思います。

ＣＯの場合も普通に考えると電子の数がうまく合いません。
２個ずつ出しての共有ではＯの周りの電子は８個ですがＣの周りの電子の数は６個です。Ｃの周りの電子が２個不足しています。Ｏにある使っていない電子対を１つ共有に回すとＣもＯも周りの電子が８個になります。配位結合で考えるとうまくいくということです。
６つの電子が共有されていますからそれぞれに３個ずつ所属しているということになります。Ｃは２つ電子を共有に出したのに３つ所属するということですから電子が１つ多くなったのと同じです。逆にＯは電子が１つ少なくなっています。ＣＯは極性を持つということが言えます。この極性はＣの方が負、Ｏの方が正ですから電気陰性度で考えたものとは方向が逆になっています。

お礼

あ、解りました！　　ＮＯ３＾－

　　単結合　　配位結合
　Ｏ　－　Ｎ　＝　　Ｏ　
　　　　　||　
　　　　　Ｏ　２重結合

で、単結合　のＯが、マイナス１　に　なりますね！？
やったぁ・・・・。夜があけてるよ・・（涙）
ありがとうございます。

補足

はい。質問の回答が無ければ、ＨＮＯ３の結合はどうなっているのですか？と質問を変えようと思っていました。
　回答ありがとうございます。
　教科書は持っていないのですが、参考書（学研よくわかる科学I）で、配位結合と調べましたら、「一方の非共有電子対を他方の原子が共有する結合」とあり、
ＮＨ３　＋　Ｈ＾；　→　ＮＨ４＾＋
とありました。
Ｈ２Ｏ　＋　Ｈ２Ｏ　→　Ｈ３Ｏ＾＋　　＋　　ＯＨ＾－
は、上の例を参考に、
Ｈ２Ｏ　＋　Ｈ＾＋　　→　　Ｈ３Ｏ＾＋　
と分解してから考えなんとか理解しました。
（教科書を購入しようかと考えました。）
また、ＣＯの例のおかげで、配位結合が理解できました。
　ただ、・・・、亜硝酸ＨＮＯ２にもうひとつ、Ｏをつける場合、
Ｏは最外カクが、６ですので、Ｎの非共有電子対にそのままくっついて、それでＯＫで、イオンにはならないのではと思うのですが、
図に描いてみましたが、
　　　 ・・　　　　　　　・・
　Ｈ： Ｏ　：　Ｎ　：　Ｏ　：
　　　 ・・　　　・・　　　・・
　　　　　　　 ・・
　　　　　　・ Ｏ ・
　　　　　　　 ・・
陽子Ｈ１　Ｏ８×３　Ｎ７　合計　３２ケ
電子　図で見えるもの点で、２４　最外カク以外８ケで　　合計２４ケ
で、マイナス１にならにと思うのですが・・・。
何卒よろしくお願いいたします。m＿＿m

回答No.2

noname#160321

＃１のお答えが適切ですが、蛇足を。
ＮＯ3^3-だと窒素の酸化数は3+ですがＮＯ3^-だと5+ですね。「三配位五価」と呼びます。
硝酸イオンの電子状態は三つの酸素が「等価」で「形式的」に-1/3ずつの電荷を持っている状態でかなり安定です。(対称性Ｃ3v)
硫酸イオンはＳＯ4^2-で酸素が-1/2ずつの電荷を持ち正四面体構造(対称性ＴＨ)を持ち非常に安定です。

お礼

回答ありがとうございます。
えっと、ＮＯ３＾３－　ですか・・・。
今は、勉強はじめたばかりで、まったく解りませんが、
考えてみます。
ありがとうございます。