化学 五塩化リンについて 五塩化リンはあるのに五塩化ホウ素がないのは、リンのM殻のs軌道が原子核よ

化学
五塩化リンについて

五塩化リンはあるのに五塩化ホウ素がないのは、リンのM殻のs軌道が原子核よりも遠くにあるためですか？

No.8 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2016/06/24 13:36

なにゆえ、13族のホウ素と、15族のリンという比較になるのですか？その伝でいけば、水素はなぜHCl₅がないのかという疑問は？？

１族 ２族
　　 12族 13族 14族 15族 16族 17族 18族
　1　　2　　3　　4　　5　　6　　7　　0　価電子
　+1　+2　+3　+4　(+5) +6　 +7　　　陽イオン
　-7　 -6　 -5　 -4　 -3　 -2　　(-1)　　　 陰イオン
　　　　　　　　　　　↑　　　　　↑×5　　PCl₅
　　　　　　↑　　　　　　　　　　↑×3　　BCl₃

別に原子軌道や分子軌道持ち出さなくても、BCl₃はありえても、BCl₅はありえないことはわかるのでは？？

＞リンのM殻のs軌道が原子核よりも遠くにあるためですか？
　なぜ典型元素にM核を持ち出す？？。充足されたM核は縮重していて関与しない。典型元素!!

No.7 回答者： NiPdPt 回答日時： 2016/06/23 10:12

たとえば、2s軌道と3s軌道の両方を結合に使うことはできません。

原子状態でのエネルギー準位だけの問題ではありません。
結局、物事を説明するにはなんらかの理論に基づくわけですが、１つの事象に関して何種類かの説明が可能な場合もあります。その中の特定の１つのみが説得力を持つような場合もあるでしょうし、どの説明が妥当であるか判断しがたい場合もあります。仮に５本のσ結合を形成するという前提で説明しようとするなら、１０個の電子を収容するだけの軌道が必要になってきます。だとすれば、d軌道抜きには説明できないと思います。もちろん、「５本のσ結合を形成する」という前提を除外するとか、s軌道とp軌道で収容できる電子の最大数が８を超えても構わないとかいう前提で考えるのであれば話は別でしょう。

もちろん、中心原子が小さければ、その周りに５個の大きな原子を配置することは無理でしょう。しかし、中心原子が大きくて、その周りに５個の大きな原子を配置することが空間的には可能であったとしても、それらの原子との間でどのような結合ができるかということの議論ができていなければ科学的な説明にはならないと思いますよ。

wikiでも見ればわかるように、PCl5の構造は、平面構造のPCl3の上下に２個のPが結合していて、そちらの結合が少し長くなっています（三方両錐形）。単純に５個のClがPを取り囲んでいるという理屈でこの構造が説明できるでしょうか。ちなみに、この構造に関してはsp3d混成に基づいた説明がなされることもあります。ただし、これも、幾つか考えられる説明の中の一つということであり、絶対的に正しいとは言えないかもしれません。

この回答へのお礼

わかりました。ありがとうございます

お礼日時：2016/06/24 04:54

No.6 回答者： Tacosan 回答日時： 2016/06/23 00:20

少なくとも数値計算上では, 超原子価化学種における d軌道の寄与は大きくありません. それを念頭におくなら, 「リンに超原子価化学種があって窒素にない」のは単純に「リンの方が大きいから」と考えるのがシンプルです.

いちおう超原子価炭素化合物は知られてるし, 極端な条件下では超原子価フッ素化学種も見付かってるんだけどね....

この回答へのお礼

回答ありがとうございます！

お礼日時：2016/06/24 04:53

No.5 回答者： NiPdPt 回答日時： 2016/06/22 12:06

#3です。

「Nがオクテット則からはずれない」というのは、BやNは第２周期の元素なので、結合に関与できる軌道は2sと2pに限定されるので、価電子の最大数が８であるということです。
Pは第３周期の元素なので、3s,3p,3d軌道が結合に関与できるということです。

この回答へのお礼

dより次のsの方がエネルギーが低いのではないでしょうか？

お礼日時：2016/06/22 18:35

No.4 回答者： Tacosan 回答日時： 2016/06/20 16:41

まじめな話としては, 例えば組成式が BF5 であったり BCl5 であったりする化合物は存在してもいいんだよね.... 実際の構造は F[BF4] とか Cl[BCl4] とかだけど.

五塩化リンと五塩化窒素の比較だと, おそらく中心にあるリンや窒素の大きさが問題になるんじゃないかなぁ. そもそも窒素の塩化物は NCl3 ですら立体的に窮屈なわけで, そこにさらに窮屈になる要因を追加すればますます「安定」という言葉からは遠い何かにしかならんような気がする.

No.3 回答者： NiPdPt 回答日時： 2016/06/20 10:24

ホウ素は価電子が３個しかないので、そういう構造にならないのは当たり前だと思います。

Nにしても第２周期の元素であるために、オクテット則を逸脱するような構造にはならないということです。

「s軌道が原子核よりも遠く」の意味がよくわかりませんけど、電子が原子核から離れているのは全ての原子に共通ですし、ある一定の距離を基準にするとしても、それよりも遠いこととPCl5が存在することの間に、理論的にどういった関係があるというのでしょうか。

この回答へのお礼

原子核からNにくらべてPはより遠いということが言いたかったのです。
Nがオクテット則からはずれないとはつまりPと比べて原子核に近いためL核のｓ軌道のエネルギー低くなることがげんいんですか？

お礼日時：2016/06/21 20:22

No.2 回答者： Tacosan 回答日時： 2016/06/20 01:59

? ホウ素の L殻の s軌道だって「原子核よりも遠くにある」ことは確実ではないかな?

そもそもリンとホウ素を比較する理由もわからん.

この回答へのお礼

窒素について比べるべきでした
間違えたことをお詫び申し上げます。
リンの方が(M殻)の方が遠いので5つもつくのかと。

お礼日時：2016/06/20 06:50

No.1 回答者： ファンキー内藤 回答日時： 2016/06/20 01:56

簡単に言うとそういうことだね