超原子価ってなんなん？
無機化学を勉強していて、ルイス構造、VSEPRモデルを考えることが数多くある。
ルイス構造の描き方についてはこちら↓
VSEPRモデルについてはこちら↓
分子において、基本的には電子配置がオクテット則によって割り振られると習うが、問題を解くようになるとしばしば「超原子価」という単語を耳にする。
オクテット則ワイ！！
となった人は数知れず、、、
今回は、超原子価について簡単にまとめる。
要点
超原子価並びに、オクテット則の拡張を要する共鳴構造は、第３周期以下の元素で見られる。
すなわち、LiからNeまでの第２周期元素はオクテット則によく従うが、第３周期以降の元素は外れるということ。
例
例えば、PCl５の結合を考えてみよう。
P原子は原子原子価殻に１０個の電子を持たなければならない。
P-Cl結合１本で、２個の電子を持つからだ。
これは、sp３d混成軌道を作ることを意味している。↓
同様に、SF6を考える。
F原子がそれぞれ中心のS原子と電子対で結合しているなら、S原子は周りに１２個の電子を持たなければならない。
これは、sp３d２混成軌道を作ることを意味している。
つまり。
周りの電子が８個では済まない原子を少なくとも１個含む化合物を超原子価化合物とよぶ。
d軌道を持たないから
第２周期までの元素がオクテット則に従うのは、d軌道を持たないからだとされている。
言い換えると、第３周期以降はd軌道を持つために余分な電子を低エネルギーのd軌道に収容できるから、オクテット則の拡張を要するのだと考えられる。
もっと単純に考える
d軌道うんぬんを考えるより、もっとシンプルに考察する。
第２周期の元素は小さな原子であるため、その周りに４個以上の原子を詰め込むのは難しい。
幾何学的に考えた方がわかりやすい気がする。
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