分子の極性

質問

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(問)
HCl H2O
CH4 CO2
極性の有無と極性の働く理由を答えなさい。
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という記述式の問題があるのですが、極性の働く理由がわかりません。
高校レベルで教えてください。
よろしくお願いします。

回答No.1

noname#160321 · ベストアンサー

まず電気陰性度を調べて下さい。
電気陰性度の大きく異なる原子が結合すると極性が生まれます。
次に分子の形を考えます。
二酸化炭素は極性の差のある結合が二つありますが一直線にO=C=Oと並んでいるので極性は打ち消し合います。
メタンは初めから極性の小さい結合が完全に打ち消し合うように並んでいます(正4面体)
塩化水素は極性の違いがもろに出ているので極性大。
水は極性の違う結合が斜めに二つあるためにその和がでて極性かなり大。
と言ったことです。

回答No.4

larme001

記述の程度にもよると思いますが、一言で説明するなら、ポイントは
１、それぞれの原子間の電気陰性度（極性）
２、分子の構造(対称性）
の二点についてにふれれば、高校レベルなら問題ないのではないでしょうか？
たとえば、
HCl...HとCl原子の電気陰性度の違いによる
H2O...HとOの電気陰性度に違いがあり、折れ線形の分子構造なので分子全体で極性を打ち消しあわないから。
CH4 CO2
CとH,CとOでそれぞれ電気陰性度の違いがあり極性をもつが、分子全体ではそれぞれ正四面体構造、直線構造なので、対称性から極性を打ち消すから。

などと説明すればよろしいのではないでしょうか？より詳しくは、他の方の回答を参考にしてください。

回答No.3

neko_noko

共有結合している分子は、
原子同士で、電子を「共有」、つまり仲良く持ち合って結合しています。
ただ、仲良くと言っても、原子の種類が違ってくると、
両方が均等に電子を持つわけではなく、
どちらかがほんの少し電子を強く引き付けるのです。
そうすると、電子をより強く引き付ける方の原子が電気的にややマイナス方向に偏ります。
反対側の原子はマイナスの電子が遠くになるので、ややプラスになります。
これにより、分子として見た場合に、分子の左右でプラスマイナスの偏りが発生します。
これが「極性」というものです。

この「電子の引き付けやすさ」を表すのが「電気陰性度」であり、
原子の種類によって決まっています。
おおよそ、周期表の右上の方が電気陰性度が大きく、左下が小さいです。
※ただし、1番右列の希ガスは、分子として結合することがないため、電気陰性度はありません。

まず上の説明から、HClは極性を持ちます。Hがプラス、Clがマイナスになります。
では他の分子はどうなのでしょうか？

CO2の場合、CとOの間には極性があります。
しかし、CO2はO=C=Oというように左右対称になっており、左右でこの極性を打ち消しあっているのです。
なので、極性はありません。
CH4も同じです。CとHには極性がありますが、立体的に見るとHが均等に配置されているので、
バランスが取れており、これも極性がありません。

残ったH2Oですが、この分子はCO2のように直線状(H-O-Hという形)に並んでおらず、
Hがちょっと斜めに結合しているので、偏りが生じます。
なので、極性を持ちます。

参考URL：

http://www.tennoji-h.oku.ed.jp/tennoji/oka/2005/05ko1-07.html

回答No.2

astra0641

極性の大小はともかく、有無は分子の対称性で決まります。
単純にいうと、分子をある軸回りに1/2,1/3,1/4回転すると、回転前とまったく同じにみえるなら、その軸に垂直な面内には極性は存在できません。また、分子をある面で鏡に映したときにもとの分子と重なったら、鏡面に垂直な方向に極性はありません。
たとえば、ＨＣｌですと、ＨとＣｌを結んだ線回りでは任意の角度を回転してももととおなじなので、この線を結んだ方向に垂直な面内には極性はありません。一方、ＨとＣｌを結んだ線の中点で1/2回転するともとと方向が逆になりますし、また、この軸に垂直な鏡面もありません。ので、この軸方向に極性があります。
あとの分子に関しても、形さえ分かれば、（逆に言うと水が直線分子でないことを知らないとこの問題は解けない）分子の対称性を考えると、極性の有無は分かります。
ただし……………　メタンは、気体状態で回転運動のために、４つの結合の透過性が崩れて、僅かに極性を持っているらしいですが…………　こんなことを書くと普通は不正解扱いになると思います。