原子価殻電子対反発則のソースを表示

'''原子価殻電子対反発則'''（げんしかかくでんしついはんぱつそく、valence shell electron pair repulsion rule）は、[[分子]]の構造を最も簡単に推定する方法の一つである。'''電子対反発理論'''（でんしついはんぱつりろん）や'''VSEPR理論'''と呼ばれる場合もある。
この理論は1939年、槌田龍太郎によって提唱され、その後これと独立にナイホルムとガレスピーが発展させた。

'''原子価殻電子対反発則'''の基本となるのは「[[混成軌道|原子価軌道]]上の電子は相互に反発し、電子対はその反発が最も小さくなるように配置する」という考え方である。（電子は電子軌道に捕捉されているので、電子軌道間に反発があるとみなすことも出来る。）

結合電子対の占有する[[結合性軌道]]は2つの[[原子核]]の間に強く束縛されているので、非共有結合電子対の[[原子軌道]]よりも結合軸近傍に電子雲が集中している。電子の反発は[[クーロンの法則]]に従い、同じ距離であれば大きな領域を占有する電子軌道の場合ほど強く反発するので

: '''非共有電子対間の反発''' > '''非共有電子対と共有結合電子の間の反発'''　>　'''共有結合電子間の反発'''

と考えることができる。
これを補足すると、結合電子対は結合原子間にとらわれているため狭い空間に閉じこめられているが、非結合電子対はより広い空間に広がっているため、非結合電子対同士の空間はより大きくなければいけない。そのため分子の構造を考えるときに、
: '''非共有電子対間の角度''' > '''非共有電子対と共有結合電子の間の角度'''　>　'''共有結合電子間の角度'''
となる。

[[メタン]]、[[アンモニア]]、[[水]]の分子を考えると、共有結合軌道と非共有電子対軌道の数はそれぞれ（4：0）、（3：1）、（2：2）であり、非共有電子対軌道の反発の結果、共有結合の[[結合角]]は小さくなると考えられ、実際には109度、108度、104.5度である。

原子価殻電子対反発則は、[[オクテット則]]に従う[[典型元素]]後半の元素群だけでなく、[[ホウ素]]など電子対欠損を有する場合においても推定が可能であることから広く用いられている。非常に単純明快な定性的理論であるにもかかわらず、希ガス分子を含む多くの化合物の幾何構造を正しく予測することができる。ただし正確な距離や角度などの分子構造を定量することは出来ない。

VSEPR則により予測される分子の形状を次の表に示す。

{| class="wikitable" style="margin:0 auto"
! 分子構造 !! 分子形 !! 電子配置<br/>（黄色は非共有電子対） !! 分子の形状 !! 結合角 !!例
|-
! AX<sub>1</sub>E<sub>n</sub>
| [[二原子分子]]  || [[File:AX1E0-3D-balls.png|100px]] || [[File:AX1E0-3D-balls.png|100px]] || ||HF、O<sub>2</sub>
|-
! AX<sub>2</sub>E<sub>0</sub>
| rowspan="2" | [[直線形]]
| [[File:AX2E0-3D-balls.png|100px]] || [[File:Linear-3D-balls.png|100px]] || ||BeCl<sub>2</sub>、BeMe<sub>2</sub>
|-
! AX<sub>2</sub>E<sub>3</sub>
| [[File:AX2E3-3D-balls.png|100px]] || [[File:Linear-3D-balls.png|100px]] || ||XeF<sub>2</sub>、I<sub>3</sub><sup>-</sup>
|-
! AX<sub>2</sub>E<sub>1</sub>
| rowspan="2" | [[折れ線形]]
| [[File:AX2E1-3D-balls.png|100px]] || [[File:Bent-3D-balls.png|100px]] || ||NO<sub>2</sub><sup>−</sup>、SO<sub>2</sub>、O<sub>3</sub>
|-http://ja.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Text_of_Creative_Commons_Attribution-ShareAlike_3.0_Unported_License
! AX<sub>2</sub>E<sub>2</sub>
| [[File:AX2E2-3D-balls.png|100px]] || [[File:Bent-3D-balls.png|100px]] || ||H<sub>2</sub>O、OF<sub>2</sub>
|-
! AX<sub>3</sub>E<sub>0</sub>
| [[平面三角形]] 
| [[File:AX3E0-3D-balls.png|100px]] || [[File:Trigonal-3D-balls.png|100px]] || ||BCl<sub>3</sub>　
|-
! AX<sub>3</sub>E<sub>1</sub>
| [[三角錐形]] || [[File:AX3E1-3D-balls.png|100px]] || [[File:Pyramidal-3D-balls.png|100px]] || ||NH<sub>3</sub>
|-
! AX<sub>3</sub>E<sub>2</sub> 
| [[T字形]] || [[File:AX3E2-3D-balls.png|100px]] || [[File:T-shaped-3D-balls.png|100px]] || ||ClF<sub>3</sub>
|-
! AX<sub>4</sub>E<sub>0</sub>
| [[四面体形]] || [[File:AX4E0-3D-balls.png|100px]] || [[File:Tetrahedral-3D-balls.png|100px]] || ||CH<sub>4</sub>
|-
! AX<sub>4</sub>E<sub>1</sub>
| [[シーソー形]] || [[File:AX4E1-3D-balls.png|100px]] || [[File:Seesaw-3D-balls.png|100px]] || ||SF<sub>4</sub>
|-
! AX<sub>4</sub>E<sub>2</sub>
| [[平面四角形]] 
| [[File:AX4E2-3D-balls.png|100px]] || [[File:Square-planar-3D-balls.png|100px]] || ||XeF<sub>4</sub>
|-
! AX<sub>5</sub>E<sub>0</sub>
| [[三方両錐形]] || [[File:Trigonal-bipyramidal-3D-balls.png|100px]] || [[File:Trigonal-bipyramidal-3D-balls.png|100px]] || ||PCl<sub>5</sub>
|-
! AX<sub>5</sub>E<sub>1</sub>
| [[四角錐形]] || [[File:AX5E1-3D-balls.png|100px]] || [[File:Square-pyramidal-3D-balls.png|100px]] || ||ClF<sub>5</sub>、BrF<sub>5</sub>
|-
! AX<sub>5</sub>E<sub>2</sub>
| [[平面五角形]] || [[File:AX5E2-3D-balls.png|100px]] || [[File:Pentagonal-planar-3D-balls.png|100px]] || ||XeF<sub>5</sub><sup>-</sup>
|- 
! AX<sub>6</sub>E<sub>0</sub>
| [[八面体形]] || [[File:AX6E0-3D-balls.png|100px]] || [[File:Octahedral-3D-balls.png|100px]] || ||SF<sub>6</sub>
|-
! AX<sub>6</sub>E<sub>1</sub>
| [[五角錐形]] || [[File:AX6E1-3D-balls.png|100px]] || [[File:Pentagonal-pyramidal-3D-balls.png|100px]] || ||XeF<sub>6</sub>
|-
! AX<sub>7</sub>E<sub>0</sub>
| [[五方両錐形]] || [[File:AX7E0-3D-balls.png|100px]] || [[File:Pentagonal-bipyramidal-3D-balls.png|100px]] || ||IF<sub>7</sub>
|}

== 関連項目 ==
* [[原子軌道]]
* [[混成軌道]]

{{DEFAULTSORT:けんしかくてんしついはんはつそく}}

[[Category:立体化学]]
[[Category:量子化学]]
[[Category:分子構造]]