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ルイス構造式ジェネレーター

概要：ルイス構造式（電子式）ジェネレーターです。化学式（SO4 2-、NH3、XeF4）を入力すると、結合、非共有電子対、形式電荷、VSEPRによる形を手順付きで表示します。無料でWebブラウザ上で動作し、ダウンロードは不要です。

分子またはイオンを入力すると、共有電子対、非共有電子対、形式電荷を含むルイス構造式（電子式）を描きます。VSEPRによる形と、構造を組み立てた手順の説明も表示されます。

要点：水では、Oの価電子が6個、各Hが1個で、合計8個です。2つのO–H結合で4個を使い、残りの4個は2組の非共有電子対としてO上にあるため、分子は折れ線形（≈104.5°）です。

化学式電荷

ルイス構造式ジェネレーターの使い方

化学式（NH4）を入力して電荷を選ぶか、電荷付きで入力します（NO3-、SO4^2-）。
価電子を数え、中心原子（電気陰性度の最も小さい原子。Hは選ばない）を選びます。
外側の原子のオクテットを完成させ、残った電子を中心原子に置き、中心原子がオクテットに足りない場合は二重結合や三重結合をつくります。
構造、形式電荷、共鳴に関する注記、VSEPRによる形を確認します。ワークシートやスライド用にSVGをダウンロードできます。

例題

アンモニア、NH₃（8 e⁻）

N–H結合3つ（6 e⁻）+ N上の非共有電子対1組

三角錐形、≈107°

二酸化炭素、CO₂（16 e⁻）

O=C=O、各Oに非共有電子対2組、形式電荷0

直線形、180°

硝酸イオン、NO₃⁻（24 e⁻）

N=O 1つとN–O⁻ 2つ。Nは+1、単結合した2つのOは−1

平面三角形、共鳴構造3つ

四フッ化キセノン、XeF₄（36 e⁻）

Xe–F結合4つ + Xe上の非共有電子対2組（拡張オクテット）

平面四角形、90°

ルイス構造式の描き方

族番号から価電子を数えます（C 4、N 5、O 6、ハロゲン 7）。負電荷1つにつき1つ加え、正電荷1つにつき1つ引きます。
骨格を描きます。電気陰性度の最も小さい原子を中心に置きます。HとFは常に末端です。
外側の原子のオクテットを完成させます。非共有電子対を使います（Hは2電子だけで十分）。
残った電子を中心原子に置きます。
中心原子の電子が8個未満なら、外側の非共有電子対を共有電子対に変えて多重結合をつくります。
形式電荷を確認します：FC = 価電子 − 非共有電子 − 結合数。最適な構造は電荷が0に最も近く、負電荷があれば電気陰性度の大きい原子上にあります。

形式電荷 = V − L − B（V = 価電子数、L = 非結合電子数、B = 結合の数）

オクテット則の例外

不完全オクテット：BとBe（BF₃、BeCl₂）。拡張オクテット：第3周期以降の原子（PCl₅、SF₆、XeF₄）。奇数電子のラジカル：NOとNO₂。硫酸イオン、リン酸イオンなどでは、S=O二重結合を持つ形式電荷最小の構造を表示します。多くの教科書では、単結合だけでS²⁺となるオクテット構造も正解とされます。

VSEPRによる形

結合した原子 + 非共有電子対	形	例
2 + 0	直線形	CO₂、BeCl₂
3 + 0 / 2 + 1	平面三角形 / 折れ線形	BF₃ / SO₂
4 + 0 / 3 + 1 / 2 + 2	正四面体形 / 三角錐形 / 折れ線形	CH₄ / NH₃ / H₂O
5 + 0 / 4 + 1 / 3 + 2	三方両錐形 / シーソー形 / T字形	PCl₅ / SF₄ / ClF₃
6 + 0 / 5 + 1 / 4 + 2	正八面体形 / 四角錐形 / 平面四角形	SF₆ / BrF₅ / XeF₄

各形の結合角、混成軌道、極性、3Dモデルについては、VSEPR分子形状計算ツールを使ってください。

このジェネレーターは、中心原子が1つの分子、二原子分子、I₃⁻やO₃のようなX₃イオンに対応しています。より大きな分子（エタノール、ベンゼン）は、MolDrawエディターで骨格構造式を描いてください。

もっと大きな分子を描きますか？MolDrawエディターなら、骨格構造式、非共有電子対、電荷、巻き矢印による反応機構をブラウザで無料で描けます。

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よくある質問

ルイス構造式は順を追ってどう描きますか？

価電子を数え、電気陰性度の最も小さい原子を中心に置き、原子を単結合でつなぎ、外側の原子のオクテットを完成させ、残った電子を中心原子に置き、中心原子がオクテットになるまで多重結合をつくります。

イオンの価電子はどう数えますか？

すべての原子の価電子を足し、負電荷1つにつき電子を1つ加え、正電荷1つにつき1つ引きます。SO4 2−は6 + 4 × 6 + 2 = 32です。

形式電荷とは何ですか？

形式電荷 = 価電子数 − 非結合電子数 − 結合の数です。電子の分布を示し、最適なルイス構造式は形式電荷を小さく保ちます。

中心原子はどれですか？

通常は水素以外で電気陰性度の最も小さい原子で、化学式に1回だけ現れる原子であることが多いです（SO4 2−のS、CO2のC、NH3のN）。

原子が8個を超える電子を持つことはありますか？

はい。第3周期以降の元素（P、S、Cl、Xeなど）は、PCl5（10電子）やSF6（12電子）のように拡張オクテットを持つことがあります。

ルイス構造式から形について何がわかりますか？

中心原子に結合した原子と非共有電子対を数えると、VSEPRによる形がわかります。たとえば結合3つ + 非共有電子対1つ = 三角錐形（NH3）です。