炭酸イオンの電子式について

質問

多原子イオンの炭酸イオンについてなんですが、
炭酸イオンのイオン式はCO3^(2-)ですよね？
これを電子式で表そうとしたのですが、
どうやっても閉殻（安定？）になりません…。
これをクラスの人も疑問に思って、授業で質問したのですが、
「分からない。」と言われました…。

イオンというのは安定を求めた結果になるものですよね？
wikipediaで炭酸イオンを調べたところ、
「炭酸は不安定な酸なので炭酸イオンは主に炭酸塩として存在する」
と書いてありました。
電荷を持つイオンではありながらも安定していないので、
炭酸イオンはあまり存在しない、ということでしょうか？
それとも、きちんと安定して存在しているのですか？
それだったらどういう電子式になるのでしょうか？

宜しくお願いします。

回答No.2

noname#62864 · ベストアンサー

閉殻になりますよ。
一般的C=Oの二重結合が１本と、C-O^-（酸素上に負電荷）単結合２本を書きます。現実にはそれら３本の結合（の性質）がまざりあって、全てが等価になっていると考えられます。このあたりは、アンモニウムイオンのHが全て等価であるのと似ていると言えなくもありません。電子式で書けば下記のようになります。うまく表示されるかどうかわかりませんが。
負電荷を持つ酸素は１本の共有結合を作り（電子対を１組共有し）、オクテットになります。そうなった場合には酸素上に負電荷が生じます。水酸化物イオンの場合と同様ですね。

　　　　　　‥
：Ｏ：：Ｃ：Ｏ：^-
　‥　　‥　‥
　　　：Ｏ：^-
　　　　‥

お礼

まだまだ勉強不足で分からない事だらけですが、
炭酸イオンについては何とか理解できました。
ありがとうございました♪

補足

ありがとうございます。
ちゃんと閉殻になるんですね！思いつきませんでした（＾＾；）
でも何故安定しているのに「不安定な酸」なのでしょうか？
安定しているのであれば、先生の「分からない」っていうのはおかしいという事ですよね？

回答No.3

Ichitsubo

炭素の電気陰性度が弱いためと考えられます。
中心原子の電気陰性度がある程度強ければ、
酸素原子上にある負電荷を中心に引っ張ることで分散でき、それが安定化に寄与すると考えられます。
炭素原子ではそれが弱く、むしろ酸素原子の電気陰性度がとても強いので酸素原子の負電荷はさらに局在化する方向に強められ、不安定化する物と考えられます。

よって水素イオンの電離した炭酸イオンという形は安定ではない、といえます。

＃閉殻になる、以外にも安定化に寄与する要因はあるということです。

お礼

まだまだ勉強不足で分からない事だらけですが、
炭酸イオンについては何とか理解できました。
ありがとうございました♪

補足

ありがとうございます。
イオンっていうのは必ずしも安定しているわけではないんですね…。
まだ分からない事だらけですけど、炭酸イオンについては納得しました。

ありがとうございます♪

回答No.1

noname#62224

Octet則を満たすLewisの点式構造式を書いて、それぞれに形式電荷をつければ良い。
＞「炭酸は不安定な酸なので炭酸イオンは主に炭酸塩として存在する」
CO2 + H2O ⇔ H2CO3
フリーの状態では、CO2になって飛んでってしまう。

お礼

まだまだ勉強不足で分からない事だらけですが、
炭酸イオンについては何とか理解できました。
ありがとうございました♪

補足

ありがとうございます。
「形式電荷をつける」とはどうすればいいのでしょうか？（＾＾；）
形式電荷を調べていたら、炭酸イオンの電子式が

¨　　　　　¨
O：：C：：O
¨　　：：　¨
　　：O：

だと書いてあったのを見つけたのですが（見難くてすみません）
もしこうなるのなら確かにOは閉殻になれて安定するでしょうけど、
Cは・が12個（価電子4個？）になって安定しませんよね…？
イオンは全てが全て安定するわけではないということですか？
それとも、この電子式で安定しているのでしょうか？

宜しくお願いします。