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ベンゼンは全ての原子が同一平面上にありますか?

A 回答 (1件)

はい、正解です。

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このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q原子は同一平面上にあるか?

分子を構成する原子が同一平面上にあるかどうかについて
大学入試で問われることがありますが、これは単純に覚える
しかないのでしょうか?
本当は確たる根拠があるのでしょうが、試験場で答えるときに簡単に答えが出せる規則などがあれば教えてください。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

有機の範囲ですか?

まず、ある炭素原子に、四つの原子が結合していたら、原子は立体的に配置されますので、
分子を構成する原子がすべて、同じ平面上にあるには、一つの炭素原子に結合できる原子の数は、3以下になります。

炭素原子は手が四本ありますから、結合する原子が3以下ということは、炭素原子は二重結合か三重結合で結合していなければなりません。

これを満たす分子で、構成するすべての原子が同一平面上にある物には、ベンゼンとか、エチレン、アセチレン、ホルムアルデヒドなどがあります。

大体は、たぶんこれで解けると思いますけど、入試の出題傾向によっては、
どんな結合をすると、立体的にどうなるか、
どんな官能基が、立体的にどうなるか
また、どのような原子が(立体的に見て)どのような結合の仕方をするか
といったことを調べておいた方がいいかもしれません。

立体的な構造の根拠は?と聞かれると、edogawaranpoさんのおっしゃるように、sp2とかsp3とか、電子の軌道配置の知識が必要になりますけど、今の課程でも普通の学校では習いませんよね?
大学の教養レベルですし、すこし難しめの参考書には多少記述がありますから、調べてみるのもいいかもしれません。

有機の範囲ですか?

まず、ある炭素原子に、四つの原子が結合していたら、原子は立体的に配置されますので、
分子を構成する原子がすべて、同じ平面上にあるには、一つの炭素原子に結合できる原子の数は、3以下になります。

炭素原子は手が四本ありますから、結合する原子が3以下ということは、炭素原子は二重結合か三重結合で結合していなければなりません。

これを満たす分子で、構成するすべての原子が同一平面上にある物には、ベンゼンとか、エチレン、アセチレン、ホルムアルデヒドなどがありま...続きを読む

Q有機化学についてです。

大学受験生です。

2つあります。

・問題を解いていて「全ての原子が同一平面上に存在する物質をえらびなさい」という問いをみるのですが、全ての原子が同一平面上に存在する条件というのは何でしょうか?

・「アセチル化」の定義とは何でしょうか?

どなたか教えていただけますか?

Aベストアンサー

>問題を解いていて「全ての原子が同一平面上に存在する物質をえらびなさい」
>という問いをみるのですが、全ての原子が同一平面上に存在する条件というのは
>何でしょうか?

入試問題の有機化学で、そういう問題が出てきたら、
C=C(二重結合している炭素達)を探して下さい。
二重結合している炭素達に直接結合しているものは同一平面上にあるはずです。
例えばエテンは

  H H
  | |
  C=C
  | |
  H H

となっていますよね。
まずC=Cを見付けます。
それらに直接結合しているものは同一平面上にあるので、
この場合は全ての原子が同一平面上にあることになります。
例えばブテンの場合(ややこしくなるので今度は水素を省略します)、

  C     C  C     C      C-C
  |    | |    |    |
  C=C  C=C  C=C  C=C
    |          |
    C           C
   (1)   (2)   (3)   (4)

の4種類がありますが、
炭素原子が同一平面上にないものが一つあります。
(4)の1-ブテンの一番右上の炭素だけ別平面になります。
C=Cに直接結合されていないため、そういうことになるのです。
ただσ-bondはくるくるまわるので、同一平面上にあることもあります。

>問題を解いていて「全ての原子が同一平面上に存在する物質をえらびなさい」
>という問いをみるのですが、全ての原子が同一平面上に存在する条件というのは
>何でしょうか?

入試問題の有機化学で、そういう問題が出てきたら、
C=C(二重結合している炭素達)を探して下さい。
二重結合している炭素達に直接結合しているものは同一平面上にあるはずです。
例えばエテンは

  H H
  | |
  C=C
  | |
  H H

となっていますよね。
まずC=Cを見付けます。
それ...続きを読む

Qすべて同一平面上にある分子とは?

炭化水素のところですべて同一平面上にある分子とはどれか選びなさいとあるんですが、よく分かりません。
すべて同一平面上にある分子とはどのようにしたら分かるんですか?

Aベストアンサー

炭素には、SP、SP2、SP3 とありますけど、それらπ結合とσ結合によって、いろんな結合が可能ですよね、その中で構造的に無理なく分子が一つの面の上にあるような、構造のことです。

間違えやすい例ではブタジエンです。

Q「同一平面上」

大学受験生です。センター形式の問題を解いていて疑問点が生じたので質問させてください。
(明日学校で聞けばいいのですが、どうしても納得いかないので今すぐ知りたいのです……)

プロパン(C3H8)の3つの炭素原子は、同一平面上にあると解説に書かれていました。
でもプロパンの場合、すべて単結合なのでそれは成り立たないんじゃないかなぁと思いまして…。(プロペンなら成り立ちますよね)
プロパンはカクカクになるのではないんですか??

Aベストアンサー

3個の点があれば、そのすべてを通る平面が存在します。
したがって、3個の原子は常に同一平面上に存在しうるということです。
化学というより幾何学ですね。

Q有機物が溶けるか溶けないか・・・

高校で習う範囲の有機物(アルカン,アルケン,アルキン,アルコール,アルデヒド,カルボン酸,ニトロ,アミノ,ケトン,エーテル,エステル)が溶けるか溶けないかについて・・・・
1(ⅰ)「溶けるか溶けないか官能基によって違う」と聞いたことがあるんですが、本当でしょうか?よろしければそれぞれの官能基が溶けるか溶けないか教えてください。

2、それぞれ有機物が溶けるか溶けないかについて良い覚え方や判断の仕方があれば教えてください。

是非回答お願いします。ペコリ(o_ _)o))

Aベストアンサー

アルカン、アルケン等の分類だけではなく、その分子の炭素数にも依存します。炭素数の多い分子ほど水に溶けにくくなります。
逆に酸素を多く含むと溶けやすくなります。
官能基云々といっても、それらはアルキル基とくっついているわけですので、官能基のみを取り上げて、溶けるとか溶けないということはできません。
まあ、高校で出てくる有機化合物で水に溶けるものは多くないので、それを覚えた方が良いでしょうね。
メタノール、エタノール、ギ酸、酢酸、アセトン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、糖、アミノ酸、グリセリンといったところでしょうかね。思い付くままですが。

Q酢酸はヨードホルム反応陰性?

問題集をやっていて、間違えました。

CH3-CO- という構造をもっているので、陽性かと思ったのですが、何故間違いなのでしょうか?

よろしくお願いします!!

Aベストアンサー

ヨードホルム反応はケトンもしくはアルデヒドの反応です。つまり、CH3-CO-の先が炭化水素もしくは水素でなければ陽性になりません。
酢酸は、その先に付いてるのが-OHですから陰性ですね

参考URL:http://homepage2.nifty.com/organic-chemistry/chi3.htm

Q炭酸ナトリウム(Na2Co3)が強塩基なのに納得がいかない!

Na2Co3は強塩基由来と弱酸由来の塩ですから、弱塩基ではないですか?
炭酸イオンが一部加水分解してOH-がちょっとでるから、弱塩基だと思ったんですが。。。
参考書等を見ると強塩基とあります。なぜでしょうか

Aベストアンサー

酸・塩基の強・弱の分類は微妙です。

強さは物質によって連続的に変わるからです。
また溶液の濃度についても仮定があります。普通酸、塩基の強さを比較するときにはあまり濃い溶液では考えていません。0.1mol/L程度で考えています。がんばっても1mol/L程度です。

水酸化ナトリウムは強い塩基の代表です。水酸化ナトリウムはこの濃度では溶けると完全に電離していると考えてかまいませんので
0.1mol/Lでは[OH-]=0.1mol/Lです。pH=13になります。0.1mol/Lの炭酸ナトリウムで考えるとpH=11.6です。この値を水酸化ナトリウムの値と比べると弱いということになります。でも少し弱いというレベルですね。でもアンモニアよりも強いです。アンモニアの場合はpH=11.1ほどです。
水酸化カルシウムも強塩基に入っていますね。
でも水酸化カルシウムは溶解度が小さくて0.1mol/Lの溶液を作ることができないのです。常温の飽和溶液で0.02mol/Lほどです。この濃度でpH=12.6です。これは水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムの間です。水酸化カルシウムはぎりぎり強塩基ということにしていますが炭酸ナトリウムは弱塩基の方がいいと思います。弱塩基のなかでは強いという理解です。「弱い」というのにはものすごく大きな幅があるのです。金属の水酸化物で沈殿するもの(溶解度の小さいもの)は弱い塩基です。溶解度には大きな幅がありますから「弱い塩基」にも大きな幅があることになります。

酸のばあいも同じことが起こります。
塩酸は強酸、酢酸は弱酸とされていますが0.1mol/LでpH=1.0,pH=2.9です。でもシュウ酸や亜硫酸、蟻酸のpHはこの間の値です。シュウ酸の場合はpH=1.2と強酸と同じと見ていいぐらいになります。でも電離度が100%ではないということで弱酸に入れているのだと思います。(第一段階の電離平衡定数の値 K1=5.36×10^2)

>炭酸イオンが一部加水分解してOH-がちょっとでるから

「ちょっとでる」というところが「ちょっと『?』」です。炭酸の第2段階の電離がものすごく弱いということで炭酸イオンから炭酸水素イオンに戻る変化が「ちょっとでなく」起こるのです。

蛇足です。
水酸化ナトリウムは天然には存在しません。炭酸ナトリウムは存在します。「ソーダ」と呼ばれていました。産業革命の時代までは「ソーダ」が強い塩基の代表でした。でももっと強い塩基が欲しいという工業的な要請で作られたのが水酸化ナトリウムです。水酸化ナトリウムが「苛性ソーダ」という名前で呼ばれていたのはこういう事情からです。ソーダとはナトリウムの意味だと思っている人がいるようですが違います。Naのことを英語でsodiumと呼ぶのは「ソーダの元」という意味です。ソーダはsodiumの省略形ではありません。

酸・塩基の強・弱の分類は微妙です。

強さは物質によって連続的に変わるからです。
また溶液の濃度についても仮定があります。普通酸、塩基の強さを比較するときにはあまり濃い溶液では考えていません。0.1mol/L程度で考えています。がんばっても1mol/L程度です。

水酸化ナトリウムは強い塩基の代表です。水酸化ナトリウムはこの濃度では溶けると完全に電離していると考えてかまいませんので
0.1mol/Lでは[OH-]=0.1mol/Lです。pH=13になります。0.1mol/...続きを読む

Qサリチル酸メチルに水酸化ナトリウムを加える。

タイトル通りなのですが、
サリチル酸メチルに水酸化ナトリウムを十分に加えると何ができるのでしょうか?

Aベストアンサー

十分というのが何に対してであるかという問題もありますが、それを無視したとしても、条件によります。
エステルに水酸化ナトリウムを加えても瞬時にケン化が起こるわけではありませんし、濃度や温度にも依存します。したがって、ご質問内容だけでは回答不能です。少なくともフェノール性のOHに関してはナトリウム塩になるでしょうが、エステル部分に関しては、そのままかもしれないし、-COONaになるかもしれないということです。

Q燃焼熱から生成熱を求めるとき

炭素・水素・メタンの燃焼熱から、メタンの生成熱を求めるとき、「メタンの生成熱=炭素の燃焼熱+水素の燃焼熱ーメタンの燃焼熱」で答えが導き出せるようなのですが、どうしてこのようにしてメタンの生成熱が求まるのかがわかりません。
炭素の燃焼熱=二酸化炭素の生成熱、水素の燃焼熱=水の生成熱だということは分かります。

これは、(反応熱)=(生成物の生成熱の和)-(反応物の生成熱の和)という式と何か関係があるのでしょうか。

また、基礎的なことなのですが、生成物はどういったもので、反応物はどういったものだという理解ができていません。簡単に言うと、生成物とは何で、反応物とは何なのでしょうか。

教えていただけると幸いです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>簡単に言うと、生成物とは何で、反応物とは何なのでしょうか。
読んで字のごとくです。そのままです。日本語の問題です。
生成物とは生成する物で、反応物とは反応する物です。
反応物が反応して、生成物が生成します。化学反応式では
 反応物 → 生成物
です。

>どうしてこのようにしてメタンの生成熱が求まるのかがわかりません。
ヘスの法則(総熱量保存の法則)は理解していますか?
反応熱の総量を考える場合、どんな道筋をたどろうと、最初と最後の物質で決まると言うものです。
この法則より、炭素や水素を燃やしてしまうときの反応熱(1)と、炭素と水素からメタンを一旦作る反応熱+メタンを燃やしてしまうときの反応熱(2)は等しくなるはずです。つまり、
Cの燃焼熱+H2の燃焼熱(2mol分)=メタンの生成熱+メタンの燃焼熱

なお、
>(反応熱)=(生成物の生成熱の和)-(反応物の生成熱の和)という式
を知っているのならできないはずがないと思います。
メタンの燃焼の熱化学方程式
 CH4 + 2 O2 = 2 CO2 + 2 H2O + Q
をそのままその式に当てはめればよいのです。
 反応熱Q=(CO2とH2Oの生成熱の総和)-(CH4とO2の生成熱の総和)
生成熱は、(最も安定な)単体から作るときの反応熱なのは当然理解していますよね。
ではO2の生成熱が0となることも自明ですよね。

>簡単に言うと、生成物とは何で、反応物とは何なのでしょうか。
読んで字のごとくです。そのままです。日本語の問題です。
生成物とは生成する物で、反応物とは反応する物です。
反応物が反応して、生成物が生成します。化学反応式では
 反応物 → 生成物
です。

>どうしてこのようにしてメタンの生成熱が求まるのかがわかりません。
ヘスの法則(総熱量保存の法則)は理解していますか?
反応熱の総量を考える場合、どんな道筋をたどろうと、最初と最後の物質で決まると言うものです。
この法則より、...続きを読む

Q[高校化学]鉄の精錬。

鉄の精錬時に石灰石を加えますが、この石灰石の役割は何なのでしょうか?
参考書により記述がまちまちです。
どの参考書も
CaCO3→CaO+CO2までは載っていますが、その後、
CO2+C→2COだけが載っていたり、
CaO+SiO2→CaSiO3だけが載っていたりします。
結局、言葉足らずなだけで、どの参考書も正しいという事なんでしょうか?

また、CaO+SiO2→CaSiO3の反応もよく分かりません。
反応式にいきなり出てくるSiO2というのは、鉄鉱石中の不純物ということですか?

教えて頂ければ有難いです、宜しくお願いします。

Aベストアンサー

鉄の製錬は、鉄鉱石(焼結鉱)とコークスからの鉄の還元プロセスである「高炉」とそれに続く鋼を作る製鋼プロセスの「転炉」などからなります。
それぞれのプロセスで石灰石を多く使いますが、これは主に不純物の除去が目的です。鉄鉱石あるいは焼結鉱(酸化鉄成分が少ないときに使います)と炭素からは普通に、
Fe2O3 + 3/2 C -> 2Fe + 3/2 CO2
のように鉄は還元されますが、高炉内の反応はそう単純ではありません。
鉄鉱石に含まれる不純物、Si, Al, Mgなどは石灰石との反応によってスラグと呼ばれる酸化物になり、これは銑鉄(高炉下部から流れ出る鉄の溶解物)と固体分離されます(溶けない)。
さらに、製鋼プロセスからも不純物が石灰石によって除去され、スラグとして排出されます。
石灰石が用いられるのは、CaOという塩基性酸化物として振る舞って、シリカやアルミナのような酸性酸化物と結びつきやすく、一緒にスラグとなって固体として析出するからです。
CaSiO3はスラグ成分の一つとしてモデル的に考えられる物質ですが、話はそう簡単ではなく、スラグの主成分はこれらを含む非晶質=ガラス相で微量に種々の複合酸化物結晶が入っています。また、Feとの複合酸化物も少量入っています。

鉄の製錬は、鉄鉱石(焼結鉱)とコークスからの鉄の還元プロセスである「高炉」とそれに続く鋼を作る製鋼プロセスの「転炉」などからなります。
それぞれのプロセスで石灰石を多く使いますが、これは主に不純物の除去が目的です。鉄鉱石あるいは焼結鉱(酸化鉄成分が少ないときに使います)と炭素からは普通に、
Fe2O3 + 3/2 C -> 2Fe + 3/2 CO2
のように鉄は還元されますが、高炉内の反応はそう単純ではありません。
鉄鉱石に含まれる不純物、Si, Al, Mgなどは石灰石との反応によってスラグと呼ばれる酸化物...続きを読む


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