水素結合の非共有電子対について

質問

教えて頂きたいことがあります。

水素結合をする条件のひとつに、「比較的小さい非共有電子対をもつ原子であるF、O、Nが・・・」とあるテキストに載っていたのですが、
１．そもそも「比較的小さい非共有電子対をもつ・・・」について、どのように大小を判断するのか。
２．なぜ「小さい」非共有電子対でないとうまくいかないのか

よろしくお願い致します。

回答No.1

lupin__X · ベストアンサー

水素原子の電子軌道は、1s です。
1s を結合に使うのは、H だけです。

水素結合でいう比較的小さい非共有電子対とは、
元の原子の電子軌道が (2s,)2p です。
(s軌道は球対称なので、方向・向きのある p軌道が有利)

で、候補でいうと He と Ne の間の原子です。
Li, Be, B, C, N, O, F になります。
C から前は、外側の電子は、結合に使われ、
非共有電子対は残らないので、対象外です。

なぜ、「比較的小さい非共有電子対」かというと、
たとえば、塩素Cl の 3p軌道は、H の 1s軌道に比べ
大きすぎて、水素結合的な力は働くんですけど、電子が
薄く広がってて弱すぎるので、水素結合と呼ばない。
大きな軌道での結合が弱いのは、水素結合に限らず、
H-I などの共有結合も弱い。(I原子は、5p軌道で結合)

お礼

lupin__X　さん

ご回答頂きありがとうございます。