高校 · 15分
分子の立体構造：電子対が決める
直線形 から正八面体 まで、すべての AXₙEₘ 骨格で孤立対を切り替え、結合角が狭まるのを見る。
目的
各形状番号を構造名・理想角度・実在の分子に結びつけ、孤立対が結合角を狭める理由を説明する。
器具と試薬
下の 3D ビューアと、AX₂〜AX₆（E 変種含む）十種類の VSEPR 分類表。
手順
- 孤立対を隠して形状 0→3（直線形・平面三角形・正四面体）をたどり、180°・120°・109.5° を記録する。
- 形状 4–6（三方両錐・シーソー・平面四角形系）へ進み、軸位と赤道位の違いを見つける。
- 今度は各段階で孤立対を ON にし、AX₂E₂（、折れ形）と AX₂（、直線形）、AX₃E（、角錐）と AX₃（、平面）を比べる。
- 実在の分子を 3 つ選び、形と角度を予想してからビューアで確認する。
観察すること
- 孤立対を表示すると結合角は理想値より狭まる： で 107°、 で 104.5°、 型シーソーでは 90° 未満。
- 殻に電子対が増えると配位子は必ず相互距離最大の新しい構造に移る。形を決めるのは原子数ではなく電子対の数。
解説
VSEPR は中心原子まわりの電子対ドメインを数え、反発して最大距離に配置する。孤立対は結合対より角度空間を多く占める（1つの核にしか属さない）ため、E ひとつごとに X–A–X 角を約 2–3° 狭める。だから （104.5°）は （107°）より、さらに （109.5°）より狭い。
ゆかりの化学者
バーチャル実験は直感をつかむための簡略化したモデルです。実際の実験や安全教育の代わりにはなりません。指導者なしに自宅で再現しないでください。