錯イオンの立体構造って?

みなさんこんにちは!

ともきです! 

 

勉強は早い時期からやったもん勝ち!

今すぐこの記事を最後まで読むことで、

早い時期から勉強に「差」をつけよう!

 

今回は「錯イオンの立体構造」について

説明していくよ!

 

高校化学で学ぶ錯イオンの種類はもちろん

特定の立体構造になる理由まで

徹底解説していくぞ。

 

この記事を全て読めば、

「入試問題で初めて知る化合物の

立体構造を推測できるようになる」

から、今すぐに読んでおこう!

立体構造のキーワード

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上の写真は高校化学で登場した

錯イオンの一覧だ。

 

立体構造のキーワード

・配位子の数(配位数)

・VSEPR則

二つが「鍵」になるのを

まず初めに押さえておこう!

 

そして、代表的な錯イオンの立体構造は

次の写真の通りになる。

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これを眺めてみると、

配位数2個 ならば 直線形

配位数4個 ならば 正四面体形

配位数6個 ならば 正八面体形

のように、

配位数が立体構造に対応している

推測できるはずだ。

 

この予測は正解で、

配位数が立体構造を半分決定している

といっても過言ではない。

 

※[Cu(NH3)4]2+だけは例外で

正方形形になるのは注意!

(化合物名:テトラアンミン銅(II)イオン) 

 

では、残り半分の決定要因は何なのか……

それこそが VSEPR則になるんだ!

VSEPR則って何?

最初に注意しておくと、

VSEPR則は高校ではなく大学で習う

アドバンテージな内容なんだ。

 

それでも、この内容は非常に重要だから

知っておいて損は無いぞ!

 

VSEPR則とは、原子価殻電子対反発

(valence-shell electron-pair repulsion)

の略称なんだけど、

名前の由来なんて覚えなくてOK!

 

大事なのはその内容で、

「電子反発が小さくなる

立体配置になろうとする」

考え方がVSEPR則なんだ!

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テトラヒドロキソ亜鉛(II)酸イオン:[Zn(OH)4]2-

を例に挙げて説明すると、

配位子である4つのヒドロキシ基同士が

余った価電子によって反発している。

 

その反発を抑えるためには

配位子同士の距離をとにかく離せばよく、

最も離れる立体配置こそが

正四面体形になるんだ!

 

異なる配位数も同様に

VSEPR則を適用すると、

2個ならば直線形6個ならば正八面体形

の立体配置をとるぞ!

銅イオンの「謎」

立体構造の法則が理解できたところで

ここで一つの疑問が生じる。

「どうして[Cu(NH3)4]2+

は正方形形なのだろうか?」

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さらに「テトラヒドロキシアルミン(III)酸イオン

:[Al(OH)4]-」についても同様に、

なぜか正方形形になるんだ。

 

次回の記事では、

それら例外の「謎」

を解き明かしていくよ!

 

本日はここまで!

一読ありがとうございました!