◆ 分子の形と性質(1) −メタン,アンモニア,水− ◆
Jmol版


1.3つのかたち

メタン(methane)
CH4
mp=-182.48℃,bp=-161.49℃

アンモニア(ammmonia)
NH3
mp=-77.7℃,bp=-33.4℃

水(water)
H2O
mp=0℃,bp=99.974℃

※分子モデル上でマウスを左ドラッグして,分子回転することができます.また,マウスを右クリックして表示されるメニューにより表示形式の変更が可能です.例えば“Electrostatic Potential”,“Molecular Lipophilicity Potential”を表示させる場合は,それぞれ以下の手順で行ってください(Chime 2.0が必要).

・Select / Display List / Generate Surface → Select / Display List / Color / Electrostatic Potential / Rasmol potential
・Select / Display List / Generate Surface → Select / Display List / Color / Molecular Lipophilicity Potential / Color MLP



※結合の手の数(原子価)


●上記の操作による表示画像例(以下は画像で,分子回転などはできません


2.隠されたかたち(分子の対称性)  → 「“Lp”を含む分子データの表示について」も参照

棒モデル

 

棒モデル
(非結合電子対も表示)

メタン

アンモニア

※下段の非結合電子対表示(ピンク色)のある分子は分子表示のみにして,静電ポテンシャルなどの計算を要する操作は行わないで下さい.

 メタンが安定な正四面体型をしているのに対し,アンモニアは平面ではなく“三脚型”,水は直線構造ではなく“ベント型”をしています.
 実は上図下段のモデルに示したように,アンモニアには1組の,水には2組の非結合電子対(孤立電子対ともいう;ピンク色で表示)が存在し,それらを含めて考えるとアンモニアも水も,メタンの正四面体構造に似通った対称性の高い四面体をしていることがわかります(これらは何れも,「化学」で習う sp3 混成オービタルに基づいています).これらの非結合電子対の有無が,分子の性質に大きな関与をしているのです.
 分子のかたちの対称性が重要であることは,『群論』という数学的手法を用いて詳しく考察されています.

【参考】分子の形と性質(3)


非結合電子対のドット表示教材

空間充填  球棒モデル  スティック  OFF
Dot Surface表示  OFF |  ラベル表示  OFF
specular  OFF |  光量30%  OFF
軸表示  OFF |  bounding box表示  OFF
回転  OFF
背景・黒  背景・灰  背景・白
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★以下は非結合電子対なしのモデルのみ可
静電ポテンシャル  親油ポテンシャル  OFF
水〈非結合電子対モデル〉 → 〈電子対なし〉 ‖ 氷構造の例(n=28)
アンモニア〈非結合電子対モデル〉 → 〈電子対なし〉
メタン〈非結合電子対なし〉


エタン〈非結合電子対なし〉
エテン〈非結合電子対モデル〉 → 〈電子対なし〉
エチン〈非結合電子対モデル〉 → 〈電子対なし〉

分子の形と性質/メタン,エタン,エテン,エチン参照


【参考】極性・無極性を考えるために

酸素
塩化水素
二酸化炭素
四塩化炭素
ベンゼン
メタノール

分子の形と性質/水,アンモニア,メタン,二酸化炭素参照



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