非共有電子対と共有電子対の違いは?一瞬で見抜く裏技と配位結合の罠に関する疑問や疑問点を徹底的にまとめました。詳細を読もうことができます。
「共通テスト模試で最も失点率が高い非共有電子対の問題は何ですか?」と予備校講師に問えば、誰もが口を揃えて挙げるのが二酸化炭素(CO₂)です。
問題文に「二酸化炭素分子に含まれる非共有電子対の数はいくつか」と問われた際、驚くほど多くの受験生が「0組」と解答して失点します。彼らは中心にある炭素原子(C)しか見ていません。炭素は4本の価電子をすべて左右の酸素との二重結合(O=C=O)に使っているため、確かに炭素上には非共有電子対はありません。しかし、「分子全体」を聞かれた場合、両端にある2個の酸素原子が持つ非共有電子対(各2組、計4組)を合算しなければならないのです。
こうした出題側の「引っかけの構造」を網羅するため、主要分子・イオンの定量的データを下表にまとめました。試験前の確認用として頭に叩き込んでおくべき数値群です。
項目(分子・イオン)詳細・数値データ(共有/非共有)分子の立体形状・結合角編集部の見解・頻出トラップメタン(CH₄)共有電子対:4組
非共有電子対:0組正四面体形
(結合角:109.5°)基準となる対称構造。極性を持たない無極性分子の代表。アンモニア(NH₃)共有電子対:3組
非共有電子対:1組三角錐形
(結合角:107°)非共有電子対の反発で角度が圧縮。配位結合の起点となる。水(H₂O)共有電子対:2組
非共有電子対:2組折れ線形
(結合角:104.5°)非共有電子対が2組あり反発最大。直線形と答えるミスが多発。二酸化炭素(CO₂)共有電子対:4組(二重結合×2)
非共有電子対:4組(全体)直線形
(結合角:180°)「中心原子の周り(0組)」と「分子全体(4組)」の読み違いが激頻。アンモニウムイオン(NH₄⁺)共有電子対:4組(配位含む)
非共有電子対:0組正四面体形
(結合角:109.5°)配位結合形成後はメタンと全く同じ幾何構造になる点に注目。