CH3OH またはメタノールは、可燃性、無色、揮発性の液体で、独特のアルコール臭があります。 そのメタノールを調べることで、分子の形、結合角、極性を知ることができます。 CH3OHの極性は、溶解性、電荷など、その化合物の他の特性を知るのに役立つため、極めて重要な特性の1つです。 メタノールの極性を理解するために、まず、CH3OH分子の結合角と原子の配置を見てみましょう。
CH3OH 結合角
中央の炭素原子は、水素原子と3つ、水酸基と1つの合計4つの結合を形成しています。 この炭素原子はsp3混成で四面体を形成しているので、結合原子との結合角は109.5度です。
一方、酸素は1つのΣ結合を形成しますが、2つの単独対を持っているので、結合対-単独対反発力により結合角が曲がっています。
したがって、炭素は3つの水素原子すべてと109.5度の結合角を持ち、水酸基とは104.5度の結合角を持ちます。
Is CH3OH Polar?
任意の化合物の極性はその化合物にかかる純双極モーメントによって決定されます。 この正味の双極子モーメントは、分子内の原子上の電荷に注目することで知ることができます。 ここでは、メタノールの炭素原子と酸素原子（この化合物の幾何学的中心と考えられる）がともに電気を帯びた原子である。
CH3OH は、メタノール分子内の原子間で電荷に差があるため、無極性になることはできません。 酸素は2つの孤立電子を持つため、より多くの電子密度を持ちます。
電荷とは別に、CH3OHの分子は非対称なので、非極性の可能性は打ち消されます。 非極性分子は双極子-双極子モーメントが打ち消されるため、対称的な構造を持っています。 しかし、メタノールの形状は曲がっているため、非対称な構造となり、電気双極子モーメントの負の端が酸素原子の方に向く。 このように、CH3OHは極性分子なのです。
さて、CH3OH分子の極性がわかったところで、その物理的特性をいくつか見てみましょう。
- メタノール（CH3OH）の沸点は64.7 °Cです。
- メタノールの分子量は32.04g/molです。極性溶媒であり、かつては木材の蒸留によって製造されていたため、別名「木質アルコール」とも呼ばれています。
- エタノールと比較して、匂いは甘い方です。
CH3OHの用途
- 炭化水素の製造やホルムアルデヒドなど他の化学物質の合成にも使われます。
- パイプの凍結防止剤として使われます。
- 内エンジン燃焼の燃料としても使用されます。
- 多くの製薬会社は、他の化合物の合成に純メタノールを使用しています。
この記事によって分子の極性とその物理特性および用途を理解していただけると幸いです。 CH3OHはその非対称な形状から双極子-双極子モーメントが打ち消されないため、極性分子となります。