高校化学について

質問

問題
氷の結晶中では一個の水分子は他の（A）個の水分子と方向性のある水素結合することによって正四面体形構造をとっている。このとき、一個の酸素原子は（B）個の水素原子と共有結合し、（C）個の水素原子と水素結合している。

答え
（A）４　（B）2　（C）２

この問題の（A）、（B）、（C）はどうやって求めるのでしょうか？
化学初心者なので、図などと一緒に詳しく教えてもらえると助かります。

回答No.2

phosphole · ベストアンサー

実は化学が分からなくても、この問題文だけでも一つ目はわかります。
正四面体型の構造をとるということは、我々が注目している水分子を正四面体の中央に置いたとき、正四面体の頂点に隣接した水分子がいるということですので、当然４つの水分子が周りにいることになります。

それ以降は化学の知識が入りますね。
（B)は水分子の構造を考えれば分かるはずです。H-O-Hなので、酸素原子に共有結合した水素原子は２つです。

（C)については、水素結合がどのようなものかを知る必要があります。
水分子の極性のことは習っていますか？
電気陰性度を考えると、酸素が負に、水素が正に分極（分極という言葉を知らないかもしれませんが、マイナス、プラスに帯電しているというようなイメージです）しています。クーロン力を考えると、負に分極した酸素は、隣の分子の正に分極した水素と結合したがるはずです。さて、ではいくつの水素原子と水素結合すれば良いのでしょうか？
（A)で、注目している水分子には４つの隣接水分子が水素結合していることになっています。ちょっと考えてみましょう。
酸素原子に隣接している２つの水分子の水素原子が一個ずつ水素結合することで、注目している水分子の周りに４つの水分子が結合できることになります。
（注目している水分子の水素原子は、逆に隣接している水分子の酸素原子と水素結合しますね？）

なお、ルイス酸・ルイス塩基のことを習っていると、以下のように考えると分かりやすいかもしれません。
水分子の酸素原子には２つの非共有電子対がありますので、酸素原子は２つのルイス酸に配位結合を作ることができます。したがって、２つの水素原子（ルイス酸）と水素結合するはず。

絵はいろいろあります。例えば参考URL。

参考URL：

http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0200a/contents/20903.html

お礼

回答ありがとうございます。詳しい説明で分かり易かったです。

回答No.1

itaitatk

http://www.sidaiigakubu.com/examination-measure/chemistry/08/
ここを参考にしてみてください。

お礼

回答ありがとうございます。