二酸化炭素、すなわち CO2 は、ルイス構造と分子幾何学の概念を最初に理解するのに最適な化合物の 1 つと考えられています。そのような概念とその基礎を学びたい、または他の分子のルイスドット構造を描画する手順を知りたい初心者も、この分子を検討できます。 CO2 は 2 種類の原子で構成されています。酸素も炭素も。ただし、この気体分子は、地球温暖化と温室効果の存在で人気があります。さらに、このガスはさまざまな産業で非常に役立ちます。特定の化合物の反応性、物理的および化学的特性を知るには、その分子構造を認識することが重要です。
理解を深めるために、CO2 ルイス構造を次に示します。
CO2 ルイス構造
ルイス構造を理解することは、特定の分子の分子構造を理解するために不可欠です。与えられた構造は、分子内の電子の配置と分子の形状を教えてくれます。 CO2 のルイス構造を知る前に、ルイス構造を正しく理解することが重要です。
ルイスドット構造は、分子内の価電子殻電子の配置に関する画像形式のグラフィカルな表現です。また、これらの価電子は、個々の原子の周りにドットを作成することによって示されます。線の作成は、分子内の結合の形成を示しています。これらの構造は、結合の形成に関与する電子を含む、原子の配列をよりよく理解するのに役立ちます。さて、ルイス構造の成り立ちとその応用を理解したところで、CO2 ルイス構造を見てみましょう。 CO2 の場合、炭素原子は分子内で電気陰性度が最も低い原子であるため、中間の位置に存在します。さらに、2 つの酸素原子が末端に存在し、電子の共有と中央の炭素原子との結合の形成は、これらの両方の原子によって行われます。
結合がどのように形成され、その配置がどのように形成されるかを知るために、分子内のすべての原子の価電子を調べてみましょう.
炭素の価電子数 =4
酸素の価電子数 =6 X 2 =12
(この分子には 2 つの酸素原子があるため、2 を掛けます)
分子内に存在する価電子の総数 =12 + 4 =16
というわけで、とりあえずカーボンを真ん中に置いて、その周りにドットを4つ作ります。原子の両側に 2 つの酸素原子を配置し、すべての原子の周りに 6 つのドットを作成して、それらの価電子を示します。
分子が安定するためには、そのオクテットを完成させる必要があることを知っておく必要があります。さらに、分子が不活性になるには、不活性ガスと同様の電子配置を実現する必要があります。これは、電子を受け取るか、または電子を供与することによって行われます。炭素原子は、炭素原子よりも電気陰性度が高いため、これらの酸素原子の両方に電子を供与します。
CO2 結合角
CO2 の分子構造は線形で、O =C =O のように配置されているため、CO2 の結合角は 180 度になります。さらに、線形ジオメトリとも呼ばれる平面形状のジオメトリには、常に 180 度の結合角を持つ分子があります。
CO2 分子構造
CO2 分子構造の概念は、あらゆる化合物の分子構造が原子、結合、および電子対の配置に依存することを示しています。 CO2 について議論している間、両方の酸素原子がシグマ結合と中心の炭素原子を作り、それらのオクテットを完成させます。さらに、結果として孤立電子対は存在しません。ただし、電子の結合ペアも互いに反発します。電子対と原子価殻の間の反発力により、CO2 分子は反発力を最小限に維持するために線形の形状をとります。したがって、CO2 は、180 度の結合角と対称的な電子の分布を含む線形分子構造を構成します。
結論
CO2 の分子構造と結合角の記録から、CO2 または二酸化炭素には原子の外殻に合計 16 個の価電子が含まれていると結論付けられます。つまり、炭素の 4 つの原子と酸素の 2 つの原子の 12 個です。
これにより、炭素と酸素の間の 2 つの二重結合を調整することで、CO2 のルイス ドットの図を簡単に描くことができます。つまり、O =C =O です。分子が対称に配置されている場合、双極子は互いに打ち消し合います。
ただし、両方の C =O 結合は極性ですが、分子の残りの部分は本質的に非極性です。二酸化炭素が水に溶解すると、炭酸の外観に H+ イオンが形成されるため、酸性の挙動を示し、酸と見なされます。
