【薬剤師国家試験 第102回 問9】ルイス構造式を書いて考えよう
オゾンの構造式を選ぶ問題です。
はじめに、あり得そうにない構造から除外していきましょう。
まず、５番の三員環を除外しましょう。
歪みが大きい三員環を、電気陰性度が高い酸素原子で構築できるとは思えません（例えば、過酸化物-O–O-は不安定）。
４番の構造もジアニオン（マイナスの電荷が２つある）の状態であり、不安定であることが予想されるので除外します。
それでは、残りの１〜３番について、各々の酸素原子がオクテット則を満たしているのか、形式電荷が正しいのかを判断していきましょう。
下に、１〜３番のルイス構造式を示しました。
ルイス構造式にすれば、オクテット則を満たしているのか、形式電荷が正しいのかを確認しやすくなります。
１番のルイス構造式を見てみると、全ての酸素原子がオクテット則を満たしていることが分かります（最外殻に全部で8コの電子がある）。
下の図の左側に示しておきますね。
続いて、１番の形式電荷も確認しましょう。
上の図の右側に示してあります。
共有結合は、各々の原子が電子を出し合って形成されているものですよね。
酸素原子は基本的に、最外殻に6コ電子を持っています。
各々の酸素原子が持っている電子の分だけを数えて、形式電荷が合っているのかどうかを確認してみると、6コのものは形式電荷は0、5コのものは+1、7コならば–1です。
よって、１番は形式電荷も正しいですね。
続いて、２番と３番のルイス構造式を見てみましょう。
オクテット則を満たしているのか、形式電荷が正しいのかを確認してみると、辻褄が合わないことが分かると思います。
以上のことから、正解は１番です。
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問題の出典: 厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000168886.html）
