一般化学

分子の形（VSEPR）と軌道の混成

中心原子のまわりの電子対どうしの反発から分子の形を予測する。

直観直観：電子対は距離をとる

中心原子のまわりの電子対は互いに反発するため、できるだけ離れて配置されます。中心原子Aのまわりの結合電子対（X）と孤立電子対（E）を数えると AXE 表記が得られ、すべての電子対の配置が分子の形を決めます。これが VSEPR モデル（原子価殻電子対反発モデル）です。

形を選び、孤立電子対（オレンジの葉）の表示を切り替えてみましょう。孤立電子対は結合電子対より場所をとるため、結合角が小さくなります。

例: $\ce{NH3}$ の形

アンモニアの形とおよその結合角を予測しなさい。

解答

窒素は価電子が5個で、3対がHとの結合に使われ、孤立電子対が1対残ります。これは AX₃E で、電子対は4対（正四面体配置）なので、形は三角錐形、H–N–H は約107°です。

原子価結合法は、同じ形を混成軌道で記述します。電子対が2, 3, 4, 5, 6個のとき、それぞれ $sp$ , $sp^2$ , $sp^3$ , $sp^3d$ , $sp^3d^2$ 混成に対応します。混成は形が分かったあとで記述するもので、それ自体が形を予測するわけではありません。

sp

、

sp^2

、

sp^3

を切り替えてみよう。葉の数と角度は、上の AX

_n

型（180°、120°、109.5°）と一致する。