極性【高校化学・化学基礎一問一答】

同じ原子同士の共有結合では、共有電子対は両原子の真ん中に存在している。一方、異なる原子同士の共有結合では、共有電子対は【１】の大きい原子の方に偏って存在している。このような結合内での電荷の偏りを【２】といい、分子内に【２】がある分子を【３】、【２】がない分子を【４】という。

二酸化炭素の「C」と「O」の電気陰性度には差があるため、2原子間で【１】が生じる。しかし、二酸化炭素の分子中にC=O結合は【２】つあり、同じ結合が左右対称に存在するため電気的な偏りが左右で打ち消される。その結果、CとOの間に【１】が生じるものの、分子全体では【３】ということになる。また、Cにくっついている2つのOは左右対称であるため、1つのCと2つのOは全て一直線上に並ぶ。したがって、二酸化炭素分子の形は【４】形となる。

水の酸素原子には2組の【１】が存在する。【１】を形成している電子は「（共有結合に使われている電子に比べて）かなり広範囲を動き回る」という性質をもつ。それ故、非共有電子対によってO-H結合が押されて曲がった形（＝【２】形）になる。また、水にはHとOの結合が2つあるものの、【２】形であり、その2つが直線上に並んでいるわけではないので電荷の偏りが打ち消されずに【３】分子となる。

メタンは1つの炭素原子に【１】つの水素原子が結合してできている。

点線はHが奥にいっていて、太い線はHが手前に飛び出ていることを示している。この形は【２】形といい、Cから4方向均等にHが出ている状態である。CとHは電気陰性度が異なるので、当然【３】が生じているが、4つの方向に均等に結合があるため【３】は打ち消され、分子全体としては【４】となる。

アンモニアは、1つのN原子に【１】つのH原子が結合している。メタン同様、3つの原子が3方向均等に出ていれば【２】は打ち消されるが、アンモニアはそのようにはなっていない。つまり、アンモニアには【３】が1つ存在するため、N-H結合が全体的に下方向に押され、【２】が打ち消されることはない。結果として、アンモニア分子の形は【４】形となる。