硝酸・一酸化炭素の構造式は？

Question

こんにちは　お教えください！

硝酸、一酸化炭素の構造式はどのような形になるのでしょうか？また、硫酸の酸素原子のうち、水素と結合していない酸素原子は硫黄原子に配位結合しているという考え方でよいのでしょうか？

宜しくお願いします。

shkwta · Accepted Answer

いずれも、１つの構造式では表せません。これらの構造を理解するには、共鳴という考え方を知る必要があります。これは、高校の教科書でもベンゼンの構造で少し触れられています。

http://www.keirinkan.com/kori/kori_chemistry/kori_chemistry_1/contents/ch-1/4-bu/4-4-1.htm
このページの図で、ベンゼンの構造は(1)でも(2)でもなくて、その中間だというわけです。(1)と(2)が50％ずつ混じっているわけです。この状態を共鳴といいます。共鳴は「両向きの矢印」で表しますが、決して２つの構造を往復しているということではなく、中間の、混じり合った状態です。これは、結合距離が単結合と二重結合の中間であることからもわかります。

http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Bonding/Resonance-CO-Ans.html
このページ（英文）に、一酸化炭素の４つの共鳴構造が書いてあります。寄与率は、三重結合構造が50％、２つの二重結合構造が40％、単結合構造が10％だそうです。
＋と－の記号は形式電荷といいます。結合する前に電子が出入りしたものとして構造を表現する方法です。

http://www.cem.msu.edu/~reusch/VirtualText/intro3.htm
このページ（英文）の真ん中あたりの「Resonance」という章に、硝酸の２つの共鳴構造が書いてあります（　2)nitric acid というところです）

http://www.tannerm.com/lewis.htm
一番下に硫酸の構造式があります。英語で６つの構造が共鳴していると書いてあります。これには、二重結合の数が０個から４個までの各構造があります。
さて、おっしゃるように２つの酸素原子が配位結合だとすると、全部単結合でＳの形式電荷が２＋になります。しかし、特定の原子に多くの電荷が集まるような構造は不安定なので、寄与率は小さいです。ＳとＯの結合距離は、単結合と二重結合の中間です。
では、どうやって二重結合しているのかという疑問が生じると思います。電子の８個組では説明できませんが、Ｍ殻の空き軌道（定員１８なので、８個使っても残り１０個分空いています。この部分をd軌道といいます）を使っているという考え方ができます。

参考URL：http://www.keirinkan.com/kori/kori_chemistry/kori_chemistry_1/contents/ch-1/4-bu/4-4-1.htm

硝酸・一酸化炭素の構造式は？

いずれも、１つの構造式では表せません。

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