メタンは非極性なのか？

結合

結合は二つの原子をつなぎ、分子を形成します。主な結合はイオン結合と共有結合です。イオン結合は電子が原子から取り去られ、正負イオンが生じます。共有結合は原子間で電子を共有するもので、メタンのC‑H結合はこのタイプです。共有結合は極性分子・非極性分子の形成に関わります。

極性

極性は共有結合における電子の分配に影響します。周期表の中で電気陰性度が高い原子ほど電子を引き寄せます。フッ素が最も電気陰性度が高く、左へ、下へ行くほど低くなります。メタンでは炭素の電気陰性度が水素より高いため、電子は炭素側に引き寄せられます。

双極子モーメント

分子の双極子モーメントは極性の指標です。結合した原子のうち、電子をより強く引き寄せる原子側が負の側となり、正の側と差が生じます。この差が双極子モーメントとして表れ、分子間相互作用や形状に関与します。

幾何構造

メタンは正四面体構造を持ち、炭素原子が中心に、四つの水素原子が109.5°の結合角で配置されています。水素原子同士は互いに反発し、できるだけ遠く離れるように配置されます。

メタンの極性

個々のC‑H結合は極性を持ちますが、正四面体の対称性により、全ての双極子モーメントが相殺されます。その結果、メタン全体の双極子モーメントはゼロとなり、非極性分子と分類されます。