シーソー分子構造

シーソー分子構造
シーソー分子構造
例	SF4 4 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 30 31 42 54 66 70 80 90 102 203 32 43 55 87 99 1080 1090 1190 1290 1300 1400 1510 1600 1
点群	C 2v
コーディネート番号	4
結合角	理想軸-軸 180°、等角-等角 120°、軸-等角 90° ; SF 4軸-軸 173.1°、等角-等角 101.6°
μ（極性）	>0

二面体またはシーソー（鋸馬型^[1]としても知られる、中心原子への結合が4つあり、全体的にC_2v分子対称性を持つ分子構造の一種です。「シーソー」という名前は、遊び場のシーソーのように見えることから付けられました。最も一般的には、中心原子への4つの結合により、四面体構造、またはそれほど一般的ではないが、正方形の平面構造が形成されます。

シーソー構造は、分子の立体数が 5 で、中心原子が 4 つの他の原子と 1 つの孤立電子対( AXE 表記ではAX ₄ E ₁ ) と結合している場合に発生します。5 つの他の原子 (孤立電子対なし) と結合している原子は、 2 つの軸位置と 3 つの赤道位置を持つ三角両錐体を形成しますが、シーソー構造では、原子の 1 つが孤立電子対に置き換えられ、常に赤道位置にあります。これは、孤立電子対が中心原子 (A) の近くで結合電子対よりも多くの空間を占めるためです。赤道孤立電子対は 90° で 2 つの結合電子対によってのみ反発されますが、仮想的な軸孤立電子対は 90° で 3 つの結合電子対によって反発され、分子が不安定になります。120° の結合電子対による反発ははるかに小さく、それほど重要ではありません。^[2]^[1]

構造

二羽状（シーソー）形状の化合物には、軸配位子と赤道配位子の 2 種類の配位子があります。軸配位子のペアは共通の結合軸に沿って位置し、結合角は 180° です。赤道配位子のペアは、軸配位子のペアの軸に直交する平面にあります。通常、軸配位子への結合距離は赤道配位子への結合距離よりも長くなります。軸配位子と赤道配位子間の理想的な角度は 90° ですが、2 つの赤道配位子間の理想的な角度は 120° です。

二角錐形分子は、三角両錐形分子と同様に、ベリー擬似回転の影響を受け、軸配位子が赤道位置に移動し、逆もまた同様である。この位置交換により、2 種類の配位子の時間平均環境は類似する。したがって、SF ₄の^{19 F NMR スペクトルは (PF}₅と同様に) 室温付近で単一の共鳴で構成される。^[3]運動している 4 つの原子は中心原子の周りをてこの働きをする。たとえば、四フッ化硫黄の 4 つのフッ素原子は硫黄原子の周りを回転する。^[4]

例

四フッ化硫黄は二面体分子構造を持つ分子の代表的な例である（右上の図を参照）。以下の化合物とイオンは二面体分子構造を持つ：^[5]

SF4 _{4 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 30 31 42 54 66 70 80 90 102 203 32 43 55 87 99 1080 1090 1190 1290 1300 1400 1510 1600 1}
セフ₄
もし
₂お⁻
₂
IOF ₃
クリフ⁺
₄
テフ₄
キセノン_O2F2
SCl4 _4は
アズF⁻
₄

参照

参考文献

^ ab Shields, Shawn P. 「三角両錐幾何学 (SN = 5) (VSEPR パート 4)」(PDF) .化学. 2022 年4 月 3 日閲覧. SN = 5 で孤立電子対が 1 つ。分子の形状: 鋸馬またはシーソー
^ ミスラー、ゲイリー L.; ター、ドナルド A. (1999).無機化学(第 2 版). プレンティスホール. pp. 58–59. ISBN 0-13-841891-8。
^ Klemperer, Walter G.; Krieger, Jeanne K.; McCreary, Michael D.; Muetterties, EL; Traficante, Daniel D.; Whitesides, George M. (1975). 「液体四フッ化硫黄中のフッ素交換の動的核磁気共鳴研究」J. Am. Chem. Soc . 97 (24): 7023–7030. doi :10.1021/ja00857a012.
^ Cass, Marion E.; Hii, King Kuok (Mimi); Rzepa, Henry S. (2006 年 2 月 1 日)。「フラクショナルプロセスで軸原子と赤道原子を交換するメカニズム: 遷移状態標準振動モードのアニメーションによるベリー擬似回転、ターンスタイル、レバーメカニズムの図解」。Journal of Chemical Education。83 ( 2 ): 336。Bibcode : 2006JChEd..83..336C。doi : 10.1021/ed083p336.2。2005年4月 21 日に Journal of Chemical Education に提出された原稿
^ シーソー分子幾何学、AX4E1 2007年12月25日 2014年11月3日アーカイブ、Wayback Machine

外部リンク

Chem| 化学、構造、3D 分子^{[永久リンク切れ‍ ]}
インディアナ大学分子構造センター
点群のインタラクティブな分子例
分子モデリング
アニメーション化された三角平面ビジュアル
VSEP

[Shields-1] Shields, Shawn P. 「三角両錐幾何学 (SN = 5) (VSEPR パート 4)」(PDF) .化学. 2022 年4 月 3 日閲覧. SN = 5 で孤立電子対が 1 つ。分子の形状: 鋸馬またはシーソー

[2] ミスラー、ゲイリー L.; ター、ドナルド A. (1999).無機化学(第 2 版). プレンティスホール. pp. 58–59. ISBN 0-13-841891-8。

[3] Klemperer, Walter G.; Krieger, Jeanne K.; McCreary, Michael D.; Muetterties, EL; Traficante, Daniel D.; Whitesides, George M. (1975). 「液体四フッ化硫黄中のフッ素交換の動的核磁気共鳴研究」J. Am. Chem. Soc . 97 (24): 7023–7030. doi :10.1021/ja00857a012.

[4] Cass, Marion E.; Hii, King Kuok (Mimi); Rzepa, Henry S. (2006 年 2 月 1 日)。「フラクショナルプロセスで軸原子と赤道原子を交換するメカニズム: 遷移状態標準振動モードのアニメーションによるベリー擬似回転、ターンスタイル、レバーメカニズムの図解」。Journal of Chemical Education。83 ( 2 ): 336。Bibcode : 2006JChEd..83..336C。doi : 10.1021/ed083p336.2。2005年4月 21 日に Journal of Chemical Education に提出された原稿

[5] シーソー分子幾何学、AX4E1 2007年12月25日 2014年11月3日アーカイブ、Wayback Machine