学び・図学

分子の形(VSEPR ——電子対は離れたがる)

分子の形(同じ四面体の骨組みから、3 つの形が出る)

中心原子のまわりの電子対が離れようとして形が決まることを示した図。直線形 BeCl2 180°・平面三角形 BCl3 120°・八面体形 SF6 90° と、同じ四面体の骨組みから出る四面体形 CH4 109.5°・三角錐形 NH3 107°・折れ線形 H2O 104.5° を、原子を丸・結合を棒・孤立電子対を塗りつぶした楕円・奥へ向かう結合を破線で描き分けた図と、AX2E0 から AX6E1 までの形と結合角の表

この図は、下の 1 枚の YAML から描かれています。手で図形を動かしてはいません。

正本に書いてある決まりごと

中心の原子のまわりの電子対が、できるだけ離れようとする。それだけで形が決まる。原子価殻電子対反発則(VSEPR)。結合に使っている電子対と、使っていない電子対(孤立電子対)を同じように数えるのがこの規則の要。

CH4 は 109.5°、NH3 は 107°、H2O は 104.5°。どれも電子対は 4 つで、骨組みは同じ四面体。違うのはそのうち何個が結合で、何個が孤立電子対かだけ。

孤立電子対は、中心原子の正の電荷に近いところにある。だから反発が強い —— 孤立-孤立 > 孤立-結合 > 結合-結合。強いほうが弱いほうを押すので、結合どうしの角は理想値より狭くなる。109.5° → 107° → 104.5° の 2.5° と 2.5° が、押された分。

NH3 を三角錐形と呼ぶのは、孤立電子対を形の頂点に数えないから。電子対の並びは四面体だが、見える形(原子の並び)は錐になる。H2O も同じで、電子対は四面体、原子は折れ線。

周期表の形と電子配置は見本 233。

AX6E1 の例:VSEPR の予想どおり五角錐形になるのは XeOF5⁻・IOF5²⁻。XeF6 は同じ AX6E1 でも、孤立電子対が向きを定めず、ゆがんだ八面体として振る舞う例外。出典(2026-10-02 確認):Chemistry LibreTexts「1.3 The Shapes of Molecules (VSEPR Theory)」の表(XeOF5⁻ を五角錐形とする)https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Introduction_to_Inorganic_Chemistry_(Wikibook)/01:_Review_of_Chemical_Bonding/1.03:_The_Shapes_of_Molecules_(VSEPR_Theory)_and_Orbital_Hybridizationhttps://en.wikipedia.org/wiki/VSEPR_theory (AX6E1 の欄。XeF6 は例外と明記)

正本(YAML)

examples/gallery/322-分子の形とVSEPR.zumen.yaml

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