質問: 極性分子、無極性分子の捉え方(空間)について(高校化学の範囲で) 高校3年です。次の問題の解法について教えてください。 問題 メタン、エタン、ベンゼン、o-ジクロロベンゼン、エタノール
回答: 中学3年の「力の釣り合い」の単元を復習した方が良さそうですね。 図に沿って説明します。 まず左の重りを2本の紐で引っ張っている図。 おもりを2本の紐で引っ張る際、おもりを静止させるには2本の紐を引っ張る力(F1とF2)の合力(F3)が重力と釣り合う必要があります。 続いて右の図。 まず分子の結合1つに注目した時、その結合が違う原子の結合は(図ではCとH)必ず双極子モーメントが発生します。この双極子モーメントは左の図における引っ張る力と同じと考えてください。 次に分子全体を考えます。 メタンを例に挙げると、メタンは正四面体の中心に炭素が、頂点にそれぞれ水素が存在する構造をとります。 したがって、先ほど考えた双極子モーメントは皆、炭素原子に向かって同じ力の大きさが働きます。そして、双極子モーメントを合成する(力学で言うと合力)と、3次元的に全て打ち消されます。 すなわち合力が0である時にその分子は無極性であるといいます。 この様に、まず原子の電気陰性度を調べ、その結合の双極子モーメントを決める。そして、分子の結合1つ1つの双極子モーメントを分子構造に当てはめて合力を考える。0なら無極性、少しでも合力が発生すれば極性分子です。 分子を見て極性分子か無極性分子か直ぐ判断できる様になるには、多少のトレーニングが必要ですが、まずは、しっかりと極性が発生するメカニズムを理解して下さい。 もちろん、分子の構造が分からなければ、極性か無極性か判断することは出来ませんので、構造を覚えることは大切ですね。 Ps. 字が汚くてすみません。。