高校化学 水素結合についての問題です。

質問

問題
氷の結晶中の水分子を考える。この水分子は４本の水素結合により隣接する4つの水分子と結ばれている。０度での氷の昇華熱は47kj/molである。このとき、氷における水素結合の結合エネルギーはいくらか。

自分なりの答え
水分子には２つの非共有電子対があるから、この２つで水素結合を形成する。よって47/2 kj/mol

しかし、解答では、数値的にはあってはいるんですが、解法が違ってました。

問題集の解答
各水分子は隣接する４個の他分子と水素結合しているから、水分子一個辺りの水素結合の本数は
4×1/2＝２本
氷1molには2molの水素結合が含まれるとわかる。
よって水素結合の結合エネルギーは
47/2 kj/mol

4×1/2の1/2はどこからきた値でしょうか？
ご回答をお願いします。

回答No.4

ORUKA1951 · ベストアンサー

水素結合とは、概念的には酸素の非共有電子対とプロトンの結合のように見えますが、実際にはプロトン交換といわれる水素原子の交換も起きています。
　水素結合は、水素原子を介した結合ですから、水分子には４つの等価な水素結合があり、それぞれの結合には二つの酸素が関わっています。二つでひとつですから２で割ります。
　アンモニアと水分子の水素結合--アンモニウムイオンは実在しない--を考えると良くわかるのでは？

　この結合の本数と考えたほうがよいかもしれません。たくさんの人が手をつないで人の鎖を作っていると考えたとき、結合の数は人数×２÷２です。もしその中に三本の腕を持つ人が何人か紛れ込んでいると・・

お礼

納得しました！！！
ありがとうございました！

回答No.3

ORUKA1951

No.1です。補足です。結果が同じですから同じ意味ではありません。
たまたま水は、水素原子と酸素、酸素と水素が同数ですから偶然に答えが一緒になっただけで、この数が異なるとあなたの計算では答えが合わなくなります。
　たとえばアンモニアの水素結合とか・・

お礼

たしかにそうですね！
ありがとうございます。

回答No.2

KURUMITO

あなたの考えでも回答集でも同じ考えでしょう。
水1分子は4個の他分子と水素結合をしていますがそのうちの2つの水素結合は中心の水分子にある酸素原子が2つの非共有電子対を持っていることによるもので、中心の水分子にある水素原子は他の水分子の酸素原子にある非共有電子対と結びついて水素結合しているので、４本の水素結合のうちの2本が中心の水分子による水素結合と解釈できますね。

お礼

いきなりわかるようになりました。
ありがとうございました！

補足

中心の水分子の水素が隣接する水分子の酸素に近づくものを数えるのではなく、
中心の水分子のOに近づくHを水素結合と解釈するのでしょうか？

それとも
（中心の水分子の）Oから（隣接する水分子の）Hへの水素結合と、
（中心の水分子の）Hから（隣接する水分子の）Oへの水素結合の
二種類があるから２本と解釈するのでしょうか？

回答No.1

ORUKA1951

相手がいるから相手に半分差し出さないと・・・相手はゼロになってしまう。
　　1/2¦
1/2--H-O-H--O
　　1/2¦　1/2

＞水分子には２つの非共有電子対があるから、この２つで水素結合を形成する。
　はそうですが、非共有家電子対をもつ酸素の水素結合2本と、水素分子が他の水分子の酸素の非共有電子対間の水素結合を忘れてますよ。

お礼

解答ありがとうございました！

補足

相手のO（H)と自分のH（O)があって１つの水素結合と解釈するのですか？