原子は同一平面上にあるか？

質問

分子を構成する原子が同一平面上にあるかどうかについて
大学入試で問われることがありますが、これは単純に覚える
しかないのでしょうか？
本当は確たる根拠があるのでしょうが、試験場で答えるときに簡単に答えが出せる規則などがあれば教えてください。

よろしくお願いします。

回答No.3

ticky · ベストアンサー

有機の範囲ですか？

まず、ある炭素原子に、四つの原子が結合していたら、原子は立体的に配置されますので、
分子を構成する原子がすべて、同じ平面上にあるには、一つの炭素原子に結合できる原子の数は、３以下になります。

炭素原子は手が四本ありますから、結合する原子が３以下ということは、炭素原子は二重結合か三重結合で結合していなければなりません。

これを満たす分子で、構成するすべての原子が同一平面上にある物には、ベンゼンとか、エチレン、アセチレン、ホルムアルデヒドなどがあります。

大体は、たぶんこれで解けると思いますけど、入試の出題傾向によっては、
どんな結合をすると、立体的にどうなるか、
どんな官能基が、立体的にどうなるか
また、どのような原子が（立体的に見て）どのような結合の仕方をするか
といったことを調べておいた方がいいかもしれません。

立体的な構造の根拠は？と聞かれると、edogawaranpoさんのおっしゃるように、sp2とかsp3とか、電子の軌道配置の知識が必要になりますけど、今の課程でも普通の学校では習いませんよね？
大学の教養レベルですし、すこし難しめの参考書には多少記述がありますから、調べてみるのもいいかもしれません。

お礼

そうですか・・・。
電子軌道の話は触り程度ならわかるのですが、
やっぱりそこに行き着くわけですね。
どうもありがとうございました。

回答No.4

gon-chan

大学入試での場合は原子が同じ平面にいるか否かは
結合の種類でわかりますよ。（わたしはこうやってました）ただし有機化学のみにしかつうようしませんが。。
単結合の場合は回転可能ですよね。あと化学式を書くとき立体的に書くと（光学異性体を調べるときにつくるやつです）どこもC(炭素)と同じ面に書きませんよね。単結合は同じ平面には原子は存在しません。これを詳しく説明すると軌道の話が出てきてしまうのでできないのですが・・・。
次に２重結合ですが、こちらは同じ平面に存在します。C=Cの場合は２つの結合により固定されています。
簡単な考えとしたら、固定されているのでその結合と同じ面にいると考えられませんか？
３重結合もどうようです。
有機化学のならコレで大丈夫だと思いますが
もしちがかったらごめんなさい

お礼

ん～なるほど。
gonさんが言っているのは、注目するC原子が2つのときの
ことではないでしょうか？
例えばプロペンは不飽和結合していないC原子に結合している
H原子3つ以外はすべて同一平面上にありませんか？
私の書き方が悪かったですね。すみません。

回答No.2

noname#21649

大学入試の範囲ならば.ベンゼン間ぐらいでしょう。
全部の結合がSP2混成かどうか.Sp3が混ざっていたら.同一平面になし。

お礼

ん～難しい。

回答No.1

sanori

んー。

ご質問の文章の中に、まだ、条件が足りないような気がします。

とりあえず、気体だという先入観で答えてしまいましょう。

気体中の１個の分子だったら、３原子分子までだと、どうしても、同一平面内になっちゃいますね。（算数）

お礼

すみません書き方が悪かったでしょうか？
もう少し考えてみます。