水のH–O–H結合角度は、理想的な四面体構造（109.5°）よりも小さな104.5°となる。これは、酸素原子の非共有電子対による反発力の影響によるものである。
水分子の結合角度とは？
水分子（H₂O）を構成する酸素原子と水素原子の結合角度は、酸素原子の電子配置によって決定される。静電気の反発力により、電子雲はできるだけ遠ざかろうとする。このため、分子構造における電子雲の配置が、結合角度に影響を与える。
四面体構造と結合角度
一般に、4つの電子対が中央の原子の周りに存在する場合、電子雲同士の反発を最小限に抑えるために四面体構造をとる。例えば、メタン（CH₄）分子は四面体構造を持ち、C-H結合角度は約109.5°である。
水分子の場合、酸素原子の周りには2つの水素原子と2つの非共有電子対が存在する。これにより、理論的にはH–O–H結合角度は109.5°になるはずである。しかし、非共有電子対の存在により、実際の結合角度は109.5°よりも小さくなる。
水の結合角度が104.5°となる理由
水分子の酸素原子には2つの非共有電子対があり、これらは結合電子対よりも強い反発力を持つ。そのため、H–O–H結合を「圧迫」し、104.5°の角度にする。この構造によって水分子には極性が生じ、酸素側が負に、水素側が正に帯電する。この極性が水の多くの特性に影響を与える。
水分子の極性と水素結合
水分子の極性により、隣接する水分子同士が静電的に引き寄せ合い、水素結合を形成する。この水素結合は水の沸点や融点を高くし、液体としての安定性を高める要因となる。また、水分子同士の強い引力は、表面張力を生じさせる。
(広告)オリジナルTシャツの販売を開始しました！！
詳しくはこちら↓
↑ボタンをクリックで移動
