Hello friends, you might have many doubces about the polarity in some molecules in chemistry world.化学の世界では、極性に関して多くの疑問があります。 私たちの多くは、SO2（二酸化硫黄）の極性について疑問を持っています。
SO2は極性ですか、それとも非極性ですか？ SO2は硫黄原子と酸素原子の電気陰性度の違いにより極性を持ちます。 電気陰性度の差が大きいほど分子の極性は大きくなります。 SO2の形が曲がっているのは、硫黄原子と酸素原子に存在する非結合電子が反発するためです。
なぜSO2は極性なのか
SO2分子では、硫黄は空孔に6個の電子を持ち、酸素も空孔に6個の電子を持っています。 硫黄の4個の電子は硫黄の周りの酸素原子の2個の電子と結合します。
そしてSO2分子内で結合した後、硫黄と酸素には不平等な電荷が残ります。 硫黄には2個の結合していない電子が残り、酸素の両原子には4個の電子があります。
したがって、SO2分子の結合後は不均等な電荷分布が発生します。 VSEPR理論によると、2つのローンペア間の反発はローンペアと結合ペア間の反発よりも大きくなります。
同様にSO2の場合、硫黄原子と酸素原子に存在するローンペアはそれらの間に斥力を発生させる。
SO2のように複数のローンペア基が存在する場合、分子の幾何形状はすべて結合の分子と比較してわずかに異なっている。
化合物の極性に影響を与える要因
分子の極性は、分子に含まれる原子の電荷分布が不均等であることに基づいて決定される。 正味の双極子モーメントがゼロでない分子は極性であり、ゼロに等しい分子は非極性である。 CO2、O2は非極性分子の例である。
CO2が非極性である理由については、こちらの記事を読んでいただきたい。
正味双極子モーメントがゼロである分子は、分子内の原子に等しい電荷分布が生じているためである。
双極子モーメント＝結合長＊各元素の電荷
SO2（二酸化硫黄）の双極子モーメントの計算値は1.6デバイであった。
分子の極性は、その分子に含まれる原子の電気陰性度の差に正比例すると理解した方がよいでしょう。
分子の極性および非極性は、
- 分子の分子構造
- 存在する同一原子の数
- 分子に存在する孤立対の数
- 分子が持つ対称性などのさまざまな要因によって左右されます。
化学の世界では、電気陰性度は原子がどれだけ強く電子を引き寄せることができるかの尺度です。
より電気陰性の原子は強く電子を引き寄せ、電気陰性の低い原子は弱く電子を引き寄せます。 酸素原子と硫黄原子の反発によって曲がった形になり、結合角は約119～120度であることがわかります。
SO2中の原子の位置は、硫黄原子が酸素原子の中央/両端の間に存在するような形になっています。
しかし、硫黄原子に存在する孤立対が酸素原子に存在する孤立対と反発し、SO2分子がV字/ベント型になる。
SO2の幾何学、混成、ルイス構造に関するより詳細な情報は、SO2のルイス構造に関する記事も参照してください。
極性化合物と非極性化合物
私たちは、二つの原子が結合するとき、基本的に互いの電子を共有することを理解すべきです。 それは電気陰性度の違いによるものです。
より電気陰性度の高い原子は、より低い電気陰性度の原子と比較して、結合電子のペアを自分自身に引き寄せます。
すでに行われた研究により、電気陰性度の差が0.5と1.6の間にある場合、2つの原子の間で形成される結合は極性共有結合である
この結合においては、負の電荷の中心は中心には存在しない。 電気陰性度の差が0.5より小さい場合、その結合は非極性共有結合となります。
例えば、SO2の場合、酸素は硫黄より電気陰性度が高く、極性を持つ。
また、NaClの場合、塩素原子はナトリウムよりも電気陰性度が高く、そのため塩素原子は電子共有ペアを自分のほうに引き寄せます。
また、周期表で上に行くほど、元素の電気陰性度は高くなります。
したがって、分子が極性かどうかをチェックしたい場合は、分子に関与する原子の電気陰性度の値、ローンペアと結合の数、
そして分子全体の幾何形状をメモしておくべきなのです。 これらの情報は、その分子が極性か非極性かを結論づけるのに十分である。