109Q001｜第109回 薬剤師国家試験 過去問

正答

4

この問題のポイント

結合に極性があっても、分子全体の双極子モーメントが残るとは限りません。各結合の双極子をベクトルとして加え、分子の形と対称性から打ち消されるかを判断します。

解説

水では酸素の電気陰性度が水素より大きいため、2本のO－H結合はいずれも酸素側へ向く双極子をもちます。分子は直線形ではなく折れ線形なので、この2つは相殺されず、永久双極子モーメントが残ります。これに対し、極性結合を含む二酸化炭素や四塩化炭素でも、高い対称性のため結合双極子のベクトル和は0になります。無極性結合からなる対称な分子も同様です。

選択肢の確認

1．ベンゼン：平面正六角形で対称性が高く、分子全体の双極子は打ち消されます。
2．メタン：正四面体形で4本のC－H結合が対称に配置され、永久双極子をもちません。
3．二酸化炭素：各C＝O結合は極性をもちますが、直線形で反対向きのため相殺されます。
4．水：正答。折れ線形なのでO－H結合の双極子が相殺されません。
5．四塩化炭素：4本のC－Cl結合は極性をもちますが、正四面体形で全体として相殺されます。

覚えるポイント

永久双極子は「結合の極性」と「分子の立体構造」の両方で決まります。極性結合の有無だけで選ばず、ベクトル和を考えます。