なぜ炭素、窒素、酸素を含む化合物が水素と共同結合を形成できるのか:
* 電気陰性度: 窒素と酸素は炭素よりも電気陰性です。これは、彼らが結合で電子密度を自分自身に向けて引っ張ることを意味します。 C-NおよびC-O結合では、電子は窒素および酸素原子に近いものであり、これらの原子に部分的な負電荷(Δ-)と炭素原子の部分的な正電荷(Δ+)を生成します。
* 孤立ペア: 窒素と酸素原子は通常、電子の孤立ペア(非結合ペア)を持っています。これらの唯一のペアは、電子ドナーとして機能し、水素と共有結合を形成します。
水素と共有結合を調整:
* 層: 水(H₂O)やアンモニア(NH₃)のような分子がプロトン(H⁺)に遭遇すると、酸素または窒素原子の孤立ペアが水素イオンに電子を供与し、座標共有結合を形成することができます。これにより、両方の電子が同じ原子(酸素または窒素)によって寄与する新しい結合が作成されます。
* 例: アンモニアと水との反応において、アンモニアの窒素原子は水から水素イオンに孤立したペアを寄付し、アンモニウムイオン(NH₄⁺)を形成します。
nh₃ +h⁺→nh₄⁺
純粋な炭素化合物が通常、水素と共同結合を形成しない理由:
* 孤立ペアの欠如: 炭素炭素(炭素と水素のみの化合物)の炭素には、電子の孤立ペアがありません。それは4つの共有結合を形成し、各結合は各関与原子から1つの電子を共有することを伴います。
* 弱極性: 炭素水素結合はわずかに極性ですが、炭素と水素の間の電気陰性度の違いは小さく、その結果、部分的な電荷が非常に弱くなります。これは、電子をプロトンに容易に寄付するのに十分な重大な負電荷が炭素にないことを意味します。
概要:
*有機化合物の窒素および酸素原子は孤立したペアを持ち、炭素よりも電気陰性です。これらの要因により、水素との座標結合を形成できるようになります。
*純粋な炭素化合物には孤立ペアがなく、極性が弱く、水素との座標結合結合形成に関与する能力が制限されます。
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