電子対反発則とは

質問

二酸化炭素の結合角は角COCにおいて180°
つまり直線なのですがこれを電子対反発則で説明するとどういうことなのでしょうか？
そもそも電子対反発則とはなんなのでしょうか？

回答No.2

noname#116453 · ベストアンサー

原子価殻電子対反発則のことですよね。
前の回答で書いておられるのは、孤立電子対と共有電子対のサイズの話であり、これも電子対反発と関係はあるでしょうが、はっきり言って間違いです。専門家の自信満々の見解ですか・・・『あまり大した原理ではありません。』と言うのにも異論があります。

ご質問内容に関しては、参考URLにも書かれていますが、とりあえず、π軌道は除外して考えると、炭素原子にはシグマ結合が２本あり、孤立電子対がありませんので、原子価殻電子対反発則によれば、２組の電子対が最も離れた構造、すなわち直線状の構造が安定であると言うことになります。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/原子価殻電子対反発則

回答No.3

htms42

私は授業でずっと使ってきました。この考えを知ったのはもう２０年ほど前のことです。
メタンの正四面体をｓｐ３で説明しているのがうそ臭いと思ったのが出発点です。
正四面体だからｓｐ３、ｓｐ３だから正四面体という循環論法に陥っているからです。エチレンはｓｐ２だというところでも同じです。高校の教科書に混成軌道が出ていて混乱していた時期です。生徒に「エチレンはなぜ平面になるのですか」と質問されて循環論法になっている事に気がついて行き詰ってしまったのです。
混成軌道は量子化学の初期に、ｘｙｚの３方向に分布する波動関数で実験的に明らかになっている正四面体をどうやって表したらいいのかという問題の解として出てきたものです。これが出来なければ量子力学は化学に適用できないということになりますので大問題だったのです。

実験なり、対象性の考察なりで正四面体は確めることが出来ます。
メタンにｓｐ３を当てはめてもいいだろうと思います。
であれば波動関数など出さずに正四面体が安定形であるということ、エチレンが平面であることを導くことのできる判断基準を設定することが出来れば同等だろうということになります。

電子対の反発というのはかなりパワーのある判断基準です。
ｗｉｋｉにも載っていますが量子化学の本にも載っています。
批判もあるようですが無視できないのです。
三吉克彦「化学結合と分子の構造」第１章　「原子価殻電子対反発則」
ダグラス・マクダニエル・アレキサンダー「無機化学（第３版）」上　ｐ８０
友田修司「基礎量子化学」ではＶＳＥＰＲモデルの検証を行っています。

ｗｉｋｉには
非共有電子対間の反発 > 非共有電子対と共有結合電子の間の反発　>　共有結合電子間の反発
というのが載っています。

ｄｏｃ　ｓｕｎｄａｙ様は不等号の部分だけについて言っておられます。
この元にある「共有結合電子対の反発」に考えが及んでいません。
でもメタンの正四面体はここから出てきます。
「共有電子対の反発」では一重結合、二重結合、３重結合の区別をしていません。原子間に電子対が分布しているという面で共通です。
ＣＨ２Ｏは一重結合と二重結合がありますが３方向に反発で広がった状態は平面正三角形の方向です。エチレンも同様です。
Ｏ::Ｃ::Ｏでは２方向の分布ですから１８０°です。Ｃ２Ｈ２も同様です。Ｈ：Ｃ:::Ｃ：Ｈは直線です。
不等号の部分はＮＨ３のＨ－Ｎ－Ｈの角度がメタンのＨ－Ｃ－Ｈの角度よりも小さいことの判断基準です。水の場合は２つの不等号が関係します。

前に「三原子分子の形」という質問がありました。
混乱した回答が書かれていました。
電子対の反発という判断基準を知っていれば混乱しなくてすみます。

回答No.1

noname#160321

二酸化炭素と「電子対反発則」とは何の関係もありません。
電子対反発則とは水の様に非結合電子対が複数あるとそれらが反発して残りの結合間の角度が小さくなると言う原理です。あまり大した原理ではありません。