四面体は、ジオメトリについて話している場合、4つの「等しい」三角形の辺または面を持つピラミッドのタイプに分類されます。底辺がこれらの面のいずれかである可能性があるため、三角錐と呼ばれることもあります。また、原子あたり4電子の原子を含む分子を指すこともあります。これらの2つの電子は互いに結合しているため、完全に等しい構造になります。
四面体vs三角錐
四面体ピラミッドと三角錐の違いは、四面体構造は、形状が三角形の4つの等しい辺、または4つの同一の原子を持つ面を持つピラミッドの一種です。三角錐には、各コーナーに1つの原子があり、他の3つの同じ原子があります。
ほとんどの四面体元素の対称性は低くなりますが、点グループTdには、炭素およびその他の完全に対称な四面体化合物が含まれます。キラルな四面体物質を作ることは可能です。四面体オブジェクトのコア要素は、4つの追加の原子に囲まれています。中心元素のため、周囲の各原子の結合角は109.5度です。
NH3の三角錐分子構造をもたらす四面体電子対幾何学は、三角錐分子構造をもたらす四面体電子対幾何学の一般的な使用例です。その5つの価電子のために、窒素はそのオクテットを満たすために他の3つの水素原子によって得られるさらに3つの電子を必要とします。その結果、結合を形成する他の原子がない孤立電子対が生成されます。
四面体と三角錐の比較表
| 比較のパラメータ | 四面体ピラミッド | 三角錐 |
| 構造 | 四面体構造は、三角形の4つの等しい辺を持つピラミッドの一種です。 | 三角錐には、各コーナーに1つの原子があり、他の3つの同じ原子があります。 |
| 極性 | 四面体構造は非極性化合物です。 | 三角錐は極性化合物に属します。 |
| 長さ | 四面体構造は常に互いに同じ長さです。 | 三角錐の構造は、その頂点にある唯一の原子の影響を受けます。 |
| 電気の魅力 | 四面体化合物には電気的引力はありません。 | 三角錐化合物には電気的引力があります。 |
| 原子の構成 | 4つの置換原子はすべて同じです。 | 孤立した原子は、三角錐の形状に影響を与える可能性があります。 |
四面体ピラミッドとは何ですか？
中心原子は四面体分子構造の中心に位置し、四面体の角に4つの置換基があります。メタン（CH4）[1] [2]やその重い対応物のように、4つの置換基がすべて同じである場合、結合角はcos1（13）= 109.4712206…°109.5°になります。
ポイントグループTdには、炭素およびその他の完全に対称な四面体化合物が含まれますが、ほとんどの四面体原子の対称性は低くなります。キラル四面体化合物が可能です。四面体アイテムは、コア要素が他の4つの原子に囲まれているアイテムです。
中心の元素は、周囲の原子ごとに109.5度の結合角を形成します。メタン（CH4）、アンモニア（NH3）、および水（H2O）はすべて、コア原子を囲む4つの電子グループを含み、結合角が約109.5°の四面体を形成します。
天然ガスには、最も単純な炭化水素分子であるメタンが含まれています。炭化水素鎖の各炭素の四面体構造は、この分子に基づいています。 NH4 +のルイス図では、中央にNが表示され、電子対は1つだけではありません。
それに比べて、アンモニアNH3には1つのペアが含まれています。 4番目の水素原子は、窒素の孤立電子対への水素イオン（電子なし）としてアンモニア分子に結合します。
三角錐とは何ですか？
NH3の三角錐分子構造は、四面体電子対の形状の例であり、三角錐分子構造になります。窒素には5つの価電子があるため、オクテットを完成させるには、3つの水素原子から3つの余分な電子が必要です。
これにより、結合する他の原子がない孤立電子対が残ります。約109°の結合角では、3つの水素原子と孤立電子対が可能な限り離れています。これは、四面体電子対の形状です。
結合している3つの水素原子は、孤立した電子対からもう少し反発し、107°の結合角までわずかに圧縮されます。孤立電子対は、その影響を及ぼしながら、分子構造を見ると検出できないため、分子は三角錐の分子構造を持っています。
電子対の形状は四面体であり、分子の形状は三角錐です。水溶液中の特定の化合物の酸特性に関連する水素イオンは、より正確な方法であるヒドロニウムイオンを使用して示されます。
電子のオクテットは、硫黄原子とすべての酸素原子に存在します。ワインでは、亜硫酸水素イオンと亜硫酸水素イオンが防腐剤として利用されています。また、二酸化硫黄と水分子が混合したときに生成される酸性雨の成分でもあります。
四面体と三角錐の主な違い
結論
化学的用語では、これら2つの形式が分子構造の記述子として使用される場合、頂点に4つの原子に加えて中心原子が存在することがよくあります。中心原子は四面体の固体体積の内側にあり、対称的に適切な通常の四面体構造の4つの頂点原子すべてから等距離にあります。
電子対の形状は四面体であり、分子の形状は三角錐です。中心原子は三角錐であり、立体ボリュームの内側、三角錐/四面体の平面内、または四面体ボリュームの外側に閉じ込めることができます。
