結合に関与しない電子とは？教えてください。

Question

結合に関与しない電子とは？
Cl 6
N 2
O 4
Si 0
といった数字なのですが。
これはいったいどういう意味ですか？

lialhyd · Accepted Answer

まず、化学結合に関与するのは最外殻の電子のみであることはよろしいでしょうか？
その最外殻の電子の中で、2個1組の状態になっていない電子を「不対電子」とよびます。
これがいわゆる「結合に関与する」電子なのです。

では、結合に関与しないのはどういうものかというと
原子の周りに存在するときからすでに2個1組の状態になっているものなのです。
こういうものを「非共有電子対」といいます。

Oは最外殻電子が6個。
L殻は最大8個の電子が入りますので、これを「ペアシート４席」と考えてください。
この４席のペアシートに、できる限りペアになってしまう電子がいないように６個の電子を配置していくと
●●　●●　●○　●○　　のようになりますよね（●が電子）
このときの●●に該当する電子が、結合に関与しない電子です。

説明が長くてすみません、わかりづらいかもしれませんね。

htms42 · Answer

＃２です。
少し書き漏らしました。
６，２，４，０という数字は「？」だと言うことができます。
＃２に「問いを修正すれば答えになっている」ように書いたのですが修正が不足していました。

「結合に関与している電子」と言えば普通は最外殻電子の中の電子と考えていいでしょう。
これを裏返して「結合に関与していない電子」と言えば最外殻以外の電子も入ってきます。

Ｃｌで６という数字は物質を指定しても出てこないものだということになります。
Ｃｌの原子番号は１７番です。電子が１７個あります。Ｃｌ２を考えたときに結合に関与している電子の数は１つですから残りの１６個は結合に関与しない電子です。
同様に考えると
Ｎ２の中のＮ　　４個
Ｏ２の中のＯ　　６個
Si結晶の中のSi １０個
になります。

物質を指定するとともに「最外殻電子の中で」という但し書きも必要です。
変にひねろうとして表現を変えるととんでもない結果になってしまうという例ですね。

htms42 · Answer

結合に関与するかしないかは結合を決めないと決まりません。
結合は相手があってはじめて成立しますから原子１つで結合と言っても意味がありません。物質が指定されているはずです。
問題文が抜けているということはありませんか。

「単体について考える」というような文章があれば決まってきます。
ここに出てきている数字は単体の結合を「オクテット則」を満たすようにして考えた時の数字です。

問題文を書き直すと
Cl２の中でのCl　　　６
Ｎ２の中でのＮ　　　２
Ｏ２の中でのＯ　　　４
Si結晶の中でのSi　　０
（SiではなくてＣを持ってくるほうがいいでしょう。ダイヤモンドまたは黒鉛は教科書にも出てきます。単体としたからこうなってしまったのでしょう。ＣＨ４のような化合物の方が結合は考えやすいです。）

ここにあげられている結合に関与しない電子とは共有結合に参加していない電子です。その数は結合に提供する電子の数を最外殻の電子の数から引いたものです。
物質を指定しなければこの数字は決まりません。

Ｎの最外殻電子の数は５つです。
Ｎ２、ＮＯ、ＮＯ２、ＨＮＯ２，ＨＮＯ３、・・・でこの５つの電子の中のどれだけが結合に関与しているかは異なるでしょう。電子が３つ共有結合に参加していると考えられるのは　Ｎ２，ＮＨ３、ＨＮＯ２などです。

Ｃｌ　の最外殻電子は７つです。
Ｃｌ２やＨＣｌの場合とＨＣｌＯ３の場合では結合に参加している電子の数は異なります。

ＯでもＯ２，Ｈ２Ｏの場合とＨ３Ｏ^+の場合では異なります。Ｏ３ではどうなるでしょう。

Ｃの場合、ＣＯ２とＣＯとでは結合が異なります。

もともとは原子の構造と化学結合のところで出てくる「不活性元素の電子配置を満たすように結合が作られるとしたら、あといくつ電子が必要であるか」という問いだろうと思います。この数字から原子価（結合の手の数）がわかります。素直に答えればいい問題です。周期表での位置がわかれば出てきます。
ところがそれだと簡単すぎるということでひねった問題にしようとして「結合に関与しない電子の数」という表現をつかったのでしょう。ひねるから変なことになってしまったのです。

結合に関与しない電子とは？教えてください。

まず、化学結合に関与するのは最外殻の電子のみであることはよろしいでしょうか？

＃２です。

結合に関与するかしないかは結合を決めないと決まりません。

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