【2023/06/04】化学:電子式・構造式を自分なりに理解する
いやぁ、早いもんで2023年も6月に入りました。もう半年終わりますね。
そんなこと言ってる場合じゃない!化学をやらなくちゃ。
電子式・構造式で、これは二重結合かな?え、三重結合なの!?
なんて、なっていたのですが、90%間違えない、ちょっとした"裏技"を発見したので、共有したいと思います。
その前に、問題です。解説で、例の"裏技"を利用していきます。
問
以下の、電子式・構造式を答えよ。必要に応じて、右の周期表を利用して良い。 (1) 二酸化炭素 CO2 (2) ヨウ素 I2 (3) フッ化水素 HF (4) 水 H2O (5) シアン化水素 HCN (6) 窒素 N2 |
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(1)の解答・解説
解答 | ||||||||||||||||||
電子式: |
| |||||||||||||||||
構造式: |
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まず、C(炭素原子)を見ていく。上記周期表でいうと、左から4番目にCがある。なので、周りに4つの・(電子)を打ってあげる。
打ったら、不対電子(·)のものを、ー(価標)に置き換える。電子対(‥や:)のものは、何もつけない。
この時、最初の4つは、それぞれ上下左右にプロットしていく。(いきなり同棲はムリ。最初は近所で様子見るでしょ?)
同様に、O(酸素原子)もやる。周期表の左から6番目にOがある。なので、周りの6つの・を打つ。
これで、CとOのパーツが作れた。Cx1, Ox2 で、これを並べる。
あとは、とりあえず一本ずつ、それぞれの腕を別の腕に繋げる。
この時、自分自身の腕同士を繋げてはいけない。(デートするのに自分の右手・左手を一緒に繋がないよね)
とりあえず、繋ぎ合わせる腕の候補を決める。
これに関して、オレンジと紫の腕同士をそれぞれ繋ぎ、形を整えると、
このようになった。しかし、まだ接続されていない腕が残っている。繋ぎ合わせよう。
ここで、少しコツがいる。オプション1から見てほしい。
で、まだ腕残っている。これをくっつけようー!と言って、繋げようとする。
しかし、気づいただろうか。残りの腕を繋ごうとすると、自分自身の腕同士を繋げないといけなくなる!
これはまずい。なので、O同士を繋げる前の状態に一回戻ろう(オプション2へ)。
オプション2によって、以下が求められた。
これが、構造式である。
あとは、電子式。これに関しては、構造式がわかっているので楽勝楽勝。
この構造式の、-や|(価標)を電子対の表し方(‥や:)に直す。なので、この場合、
である。
しかし、まだ完成ではない!!それぞれの原子の周りにある、電子の数が8になるかを確認(水素Hは2つ)する。
1)一番左の酸素原子Oの周りの電子の数(該当部分電子を赤で示す)
なんと、4つしかない。なので、別のところ(上下左のどこか)に、残りの電子4つ分付け足す。
この時、不対電子がないようにする。つまり、
とすれば良い。
2)真ん中の炭素原子Cの周りの電子の数(該当部分電子を赤で示す)
見事に、8つあるので、そのまま。
3)一番右の酸素原子Oの周りの電子の数(該当部分電子を赤で示す)
先ほどの1)と同様、4つしかない。なので、別のところ(上下右のどこか)に、残りの電子4つ分付け足す。
ここでも、不対電子がないようにする。つまり、
とすれば良い。
上記1)〜3)が終わった。最終的に、以下が得られた。
これが、電子式である。
打ったら、不対電子(·)のものを、ー(価標)に置き換える。電子対(‥や:)のものは、何もつけない。
この時、最初の4つは、それぞれ上下左右にプロットしていく。(いきなり同棲はムリ。最初は近所で様子見るでしょ?)
① | ② | ||||
. | | | ||||
· | C | · | - | C | - |
˙ | | |
① | ② | ③ | ||||||
. | . . | |||||||
· | O | · | · | O | : | - | O | |
˙ | ˙ | | | ||||||
点1~4 | 点5~6 |
| | ||||||||
- | C | - | - | O | – | O | ||
| | | | | |
この時、自分自身の腕同士を繋げてはいけない。(デートするのに自分の右手・左手を一緒に繋がないよね)
とりあえず、繋ぎ合わせる腕の候補を決める。
| | ||||||||
- | C | - | - | O | – | O | ||
| | | | | |
| | ||||||||
O | - | C | - | O | ||||
| | | | | |
ここで、少しコツがいる。オプション1から見てほしい。
オプション1
もし、Oともう一つのOの残りの腕どうし(赤で示す)を繋げると...
形は変だが、こうなるね。| | ||||||||
O | - | C | - | O | ||||
| | | | | | ||||||
繋げると... | ||||||||
| | ||||||||
O | - | C | ||||||
| | / | | | ||||||
O |
で、まだ腕残っている。これをくっつけようー!と言って、繋げようとする。
しかし、気づいただろうか。残りの腕を繋ごうとすると、自分自身の腕同士を繋げないといけなくなる!
これはまずい。なので、O同士を繋げる前の状態に一回戻ろう(オプション2へ)。
オプション2
オプション1で失敗したので、今度はCの両腕をそれぞれ、別々のOと繋ぎ合わせる。
つまり、(緑と茶どうし)
これによって、すべての腕がつながり、かつ、自分自身の腕同士を繋いでいないものができた!
つまり、(緑と茶どうし)
| | ||||||||
O | - | C | - | O | ||||
| | | | | | ||||||
繋げると... | ||||||||
O | - - | C | - - | O |
これによって、すべての腕がつながり、かつ、自分自身の腕同士を繋いでいないものができた!
オプション2によって、以下が求められた。
O | - - | C | - - | O |
あとは、電子式。これに関しては、構造式がわかっているので楽勝楽勝。
O | - - | C | - - | O |
O | ‥ ‥ | C | ‥ ‥ | O |
しかし、まだ完成ではない!!それぞれの原子の周りにある、電子の数が8になるかを確認(水素Hは2つ)する。
1)一番左の酸素原子Oの周りの電子の数(該当部分電子を赤で示す)
O | ‥ ‥ | C | ‥ ‥ | O |
この時、不対電子がないようにする。つまり、
. . | ||||||||
: | O | ‥ ‥ | C | ‥ ‥ | O |
. . | ||||||||
: | O | ‥ ‥ | C | ‥ ‥ | O |
. . | ||||||||
: | O | ‥ ‥ | C | ‥ ‥ | O |
ここでも、不対電子がないようにする。つまり、
. . | . . | |||||||
: | O | ‥ ‥ | C | ‥ ‥ | O | : |
上記1)〜3)が終わった。最終的に、以下が得られた。
. . | . . | |||||||
: | O | ‥ ‥ | C | ‥ ‥ | O | : |
(2)の解答・解説
解答 | ||||||||||||||
電子式: |
| |||||||||||||
構造式: |
|
(1)の問題と同様に考えれば良い。
(3)の解答・解説
解答 | ||||||||||||||
電子式: |
| |||||||||||||
構造式: |
|
(1)の問題と同様に考えれば良い。
(4)の解答・解説
解答 | ||||||||||||
電子式: |
| |||||||||||
構造式: |
|
(1)の問題と同様に考えれば良い。
(5)の解答・解説
解答 | |||||||
電子式: |
| ||||||
構造式: |
|
(1)の問題と同様に考えれば良い。
(6)の解答・解説
解答 | ||||||
電子式: |
| |||||
構造式: |
|
(1)の問題と同様に考えれば良い。
要するに、裏技っていうのは、「腕描いて他の腕と繋ぐ(自分自身除く)」ってことでした。
今思うと、そんなの当たり前じゃないか!って感じです。
いかがだったでしょうか。化学簡単でしょ?簡単なんすよ、化学。
このサイト、IT系の話をするはずなのに、急に化学になってしまいました😅
次回は、本来のブログ内容に戻ると思われます...