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化学の質問です。

このページを見てて思ったのですが、窒素の価標は3本なのでしょうか?それとも4本でしょうか?

R-N^+≡Nでは右端は3本に見えますが…

今書いてて思ったのですが、アンモニウムイオンの配位結合の時にも価標は3から4になっていましたよね。
あれは今回の質問と関係がありますか?

「化学の質問です。 このページを見てて思っ」の質問画像

A 回答 (1件)

いい質問ですね。

疑問点もはっきりしているしご自分なりの解釈もあって、説明のやりがいがあるというものです

まず原則的に「窒素原子の価標は3本」であることはご理解しているとおりです。
窒素原子の価電子は5個あり、電子式を書くと、3個の不対電子と1組の非共有電子対とになりますね。
この3個の不対電子が共有結合をする元になるので「価標は3本」ということになります。
URL 窒素原子の電子式 https://ja.wikibooks.org/wiki/%E9%AB%98%E7%AD%89 …

さて、アンモニウムイオンNH4^+ではどのようになっているのか、です。
アンモニウムイオンはこれもご理解いただいていると思いますが、
アンモニア分子NH3にある非共有電子対を使い、アンモニア分子と水素イオンH^+が配位結合したものです。
URL アンモニウムイオンの生成 http://ko-ko-kagaku.net/kagakukiso/electronic_fo …

このとき、窒素原子と4個の水素原子との間で等価な共有結合4本となり、どこが元の水素イオンかの区別がない状態となります。
アンモニウムイオンの構造はメタン分子の構造と、電子だけを考えれば全く同じ構造をしています。
アンモニウムイオンの等価なN-Hの共有結合は、窒素原子と水素原子から1つずつ不対電子を提供してできる結合のはずですから、
元の原子に1個ずつ割り当てて考えると、水素原子は各1個、窒素原子は4個の価電子を持っていたことになります。
これはメタン分子が価電子1個の水素原子4つと、価電子が4個の炭素原子1つからできるのと全く同じですね。

するとアンモニウムイオン中の窒素原子は、本来5個あるべき価電子が1つ足りない状態で炭素原子と電子的に等しい状態にあるといえます。
つまりN^+となることで4本の共有結合が可能となり(いや、配位結合したからN^+になったわけですが)、価標4本を持つことができるのです。

塩化ベンゼンジアゾニウムイオンもこれとほぼ同様の理由です。左の窒素はN^+ですが、右の窒素はN、電子的には等しくありません。
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この回答へのお礼

二回も答えて下さってありがとうございます。アンモニウムイオンのことを今までは単に水素イオンが付いたから+だったのかなと考えていたのですが、N原子の価電子が一つ取り除かれたからという考え方があったのですね!勉強していたことが繋がって感動しました。ありがとうございました!

お礼日時:2017/05/05 08:29

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