第111回薬剤師国家試験 問7 一酸化窒素(NO)のルイス構造式

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■ 正解

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■ 解説

一酸化窒素(NO)は、生体内で血管拡張・神経伝達などに関わる重要な分子であり、 不対電子を1つ持つラジカル分子である。 この「奇数電子分子」である点が、ルイス構造式を判断する上で最も重要なポイントになる。

■ 電子数の確認

  • N(窒素):5 個
  • O(酸素):6 個

合計:11 個(奇数) → 奇数電子分子 → 必ず不対電子が存在する

■ NO の結合の特徴

NO の実験的な結合次数は約 2.5とされ、 二重結合に近い結合性を持ちながら、不対電子が1つ残る構造が最も妥当である。

したがって、ルイス構造式としては N=O(二重結合)+ 不対電子(N側) という形が最も適切になる。

■ 各選択肢の検討

● 1:N=O に不対電子をもつ構造(正)

NO の電子数・結合次数・ラジカル性をすべて満たす。 最も妥当なルイス構造式。

● 2:三重結合(誤)

N≡O の三重結合では電子数が合わず、形式電荷も不自然。 NO の実際の結合次数(2.5)とも一致しない。

● 3:単結合(誤)

N–O の単結合では結合が弱すぎ、実際の結合距離・結合エネルギーと矛盾する。

● 4:O に正電荷がつく構造(誤)

酸素に正電荷がつくのは不自然で、NO の電子配置とも一致しない。

● 5:N に正電荷がつく構造(誤)

NO の電子数では成立しにくく、実際の分子特性とも合わない。

■ まとめ

  • NO は奇数電子のラジカル分子
  • 結合次数は約 2.5 → 二重結合に近い。
  • 最も妥当なルイス構造式は選択肢1

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