出産前後の痔にはご注意!

「教えて!goo」の中にも、例えばCa2+やMg2+とクエン酸のキレートのことが記載されていますが、ちょっとしっくり来ない部分があります。単純に考えて、まずはこれらが反応すると塩(エン)になるように思います。キレートというからには「配位」結合が関与すると思いますが、どのような形(構造)になっているのか、イメージがわかないのです。どなたかお分かりになったら教えていただけませんか?
また、(この構造がわかればある程度想像できると思いますが)この2価イオンとクエン酸は何対何でキレートを作るのでしょうか?あわせて教えていただければと思います。

よろしくお願いいたします。

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A 回答 (4件)

残念ながら、溶液中の構造は分かりませんでした。

済みません。
溶液/沈殿平衡状態でのクエン酸とカルシウムの存在状態については下記の論文が一番詳しいようです。他の論文は手に入り難い。
A. De Robertis, A. Gianguzza, and S. Sammartano.
"Solubility of some calcium-carboxylic ligand complexes in aqueous solution"
Talanta (1995) Vol 42, pp1651-1662 (力作)
題名は「溶解度」が気になるけどぴったりなんですがねー。
クエン酸にはやはりCaLHという塩もあるようです。(Lがクエン酸イオン3-)ただしCa3L2塩のような明解なTGA(熱重量分析)結果を与えないとのことです。
以上です。
<(_ _)>
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この回答へのお礼

doc sunday様
ほんとにいろいろとありがとうございました。
先に頂きましたご回答のように、結晶ではなく溶液中での構造は難しいですよね。
確かのこの論文の題名は「ピッタリ!」って感じですね。
Talamtaという雑誌名自体、知りませんでしたが、ちょっと探してみます。

ありがとうございました。

お礼日時:2005/03/26 01:13

>>1対1ですか?すいません、#1様のご回答からすると、2対3のように思いますが・・・。


わはははは、えーん。(泣く)
読み間違えてました。(恥)
安定な塩として取り出せる組み合わせと、溶液状態での配位状態とはすべて対応しているわけでは無いのです。(対応していたら少し怖い)
お詫びにちょっと「有料サイト」を覗いてみます、切らないで開けて置いて頂けますか?
「会社の金で」(汗)
ただしご期待に応えられるかどうか不明です。また論文名しかお伝えできないかもしれません。
このサイトはテキストオンリーだし、どこかでコピーペすると「著作権」侵害なので。
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>>2価イオンとクエン酸は何対何でキレートを作るのでしょうか?


既に#1のお答えにありますが1:1です。「結晶構造」あるいは「液体中の構造」は「無料ページ」では直ぐには見つかりませんね。お金を払えば必ずあります。
仕方がないので、EDTA(N,N,N',N'-ethylenediaminetetraacetic acid,エデト酸)のカルシウムとのキレートの構造を添付します。
組成式の酸素の下付がはずれているところがご愛敬。^^
カルシウムは四配位ですね。

参考URL:http://www.inchem.org/documents/jecfa/jecmono/40 …
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この回答へのお礼

doc sunday様
ご回答ありがとうございます。
連休で田舎に帰っていましたので、お礼が送れて申し訳けありませんでした。

1対1ですか?すいません、#1様のご回答からすると、2対3のように思いますが・・・。
もし1対1だとすると、2つのカルボン酸で塩を作り、残りのカルボン酸のカルボニル酸素の非共有電子対がCaに配意する形になるんでしょうかね??
(結合長や結合角から考えて)届くんだろうか?と、考えてしまっています。(若かりし頃に持っていた分子模型を捨てたことを少し後悔しています。)
参考URLにつけていただいた、エデト酸カルシウムのキレート構造は非常によくわかりました。

せっかくご回答いただいたのに、逆に質問調になってしまってすいません。
基本的には溶液中の構造を知りたいと思っています。
もし、何か情報があればまた教えてください。

どうもありがとうございました。

お礼日時:2005/03/22 00:12

クエン酸カルシウムの構造式がありました。



分析化学をやってますが、よくわかりません(^^;

参考URL:http://www.fusokk.co.jp/product/life/food_01/006/
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この回答へのお礼

nobusi様
ご回答ありがとうございます。
連休で田舎に帰っていましたので、お礼が送れて申し訳けありませんでした。

2対3で結合していることになるのでしょうか。
でもこの構造式から推察するに、イオン結合ですよね。
どの部分が配意しているのかは??ですね。

何はともあれ、ご回答に感謝いたします。ありがとうございました。

お礼日時:2005/03/21 23:55

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Qクエン酸とカルシウムのキレート効果について

カルシウムを体内に吸収させやすくするためにクエン酸が有効と聞きました。
では実際に、カルシウム1gを体内に吸収させるのに有効なクエン酸量は何gなのでしょうか?
また、クエン酸ナトリウムとかが入っているとキレート効果の妨げになるものなのでしょうか?
詳しいサイトや文献などがありましたら、それらもふまえて教えてください。

Aベストアンサー

>クエン酸カルシウムとかいう形 になって体内に吸収されるのでしょうか?
吸収部位を十二指腸に限ると.吸収される化学種はカルシウムイオンです。他の形態では吸収されません。

>これら二つはどれくらいのパーセンテージで反応するものなのでしょうか?
手元に資料(一例としてはスタビリティコンスタントおぶメタルイオンコンプレックス)がないので見当がつきません。かい離定数と錯形成定数から計算します。ただクエン酸はたしかマスキング剤として比較的広く使われていますので.ある程度安定な錯体を作ります。したがって吸収可能な2かのカルシウムの存在量はかなり少なくなるはずです。

Qキレート剤とは?。

キレート剤とはどのようなものなのでしょうか?。
そしてどのようなところに利用されているのでしょうか?。
教えてください。

Aベストアンサー

無電解銅めっき液に関して、キレート剤が関与するのは、銅イオンの可溶化、溶解生の安定化が大きな作用と思います。通常、無電解銅めっき液は、アルカリ性であるため、銅イオンは容易に水酸化物となって沈殿してしまい、めっき液が成立しません。そのため、EDTA(エチレンジアミン四酢酸のナトリウム塩)や、クエン酸、酒石酸などのオキシカルボン酸塩(ナトリウム塩など)を配合して、めっき液を調製します。このままでは、金属が析出しないため、ホルマリンや次亜燐酸塩などの還元剤を使用して金属を析出させます。
また、アンモニアは、銅イオンと容易に結合し「銅アンモニア錯イオン」を作り、めっき液に重要なファクターとなっています。アンモニアは、キレート剤、pH緩衝剤の両者に有効に働いていると思います。
キレート剤には、広い意味があるため一言での説明は難しいです。
一般的には、可溶化、安定化作用を利用して、溶液の調製に使用されますが、ある種の金属と特異的に結合する性質を持つ物は、沈降剤(排水処理など)、金属回収(キレート樹脂による交換など)に利用されています。
また、金属イオンと結合し(錯体を形成)することにより、元の金属の特徴を変化させることが可能となるため、電気メッキにおいても合金メッキに利用されています。この場合は、析出電位が大きく異なる異種金属の析出電位を近づける事が可能となり、合金皮膜として析出させることができます。また、めっき液の金属溶解安定性を維持することにも寄与しています。
回答になっていなかったらごめんなさい。参考になったでしょうか?                           

無電解銅めっき液に関して、キレート剤が関与するのは、銅イオンの可溶化、溶解生の安定化が大きな作用と思います。通常、無電解銅めっき液は、アルカリ性であるため、銅イオンは容易に水酸化物となって沈殿してしまい、めっき液が成立しません。そのため、EDTA(エチレンジアミン四酢酸のナトリウム塩)や、クエン酸、酒石酸などのオキシカルボン酸塩(ナトリウム塩など)を配合して、めっき液を調製します。このままでは、金属が析出しないため、ホルマリンや次亜燐酸塩などの還元剤を使用して金属を析出さ...続きを読む

Q検査項目と抗凝固剤

EDTAとクエン酸ナトリウムはどちらとも脱カルシウム作用があると書かれていますが、クエン酸ナトリウムは主に凝固検査に使われ、一方EDTAは凝固系に使ってはいけないといわれました。
同じ作用の抗凝固剤なのに、なぜ使い分ける必要があるのか教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

日本臨床検査医会のホームページ内にQ&Aがあるのですが、そこからの
抜粋です。

(Q)凝固検査の抗凝固剤としてクエン酸ナトリウムが用いられるのは
なぜでしょうか。またEDTA塩を用いないのはなぜでしょうか。(長野
県 臨床検査技師)

(A)凝固検査における抗凝固剤の目的は、血漿中のカルシウムイオン
の濃度を低下させ、検査実施まで凝固反応が起こらないようにするこ
とにあります。測定開始時には改めて必要なカルシウムイオンを添加
することになります。カルシウム塩を形成する中性塩のクエン酸塩や
シュウ酸塩は、このような測定系に適しています。以前はシュウ酸塩
が用いられていましたが、クエン酸ナトリウムと比較して、時間とと
もに第V因子や第VIII因子の活性の低下を起こしやすく、またPTも長め
になる傾向があります。一方液状で使いやすいクエン酸ナトリウム
は、1953年トロンボプラスチン形成試験の際に使用されたのが世界で
最初です。この時は、血液と等張の3.8%のクエン酸ナトリウム(5水
塩)が用いられ、やがて国際標準化委員会の働きかけで109mM、3.2%ク
エン酸塩ナトリウム(2水塩)へと標準化されました。
 血球算定の検査の際に通常用いられるEDTA(ethylene
diaminetetraacetic acid)の場合は、最も代表的なキレート化剤で、
カルシウムイオンを中心に最も安定した5員環を有する錯体を形成しま
す。さらにEDTAはその他の多くの金属とも安定した錯体を形成するた
め、カルシウムを含む金属イオンの定量分析に用いられています
(EDTA滴定)。
 ところで、EDTA滴定において金属が水酸化物として沈殿するのを防
ぐために用いる補助錯化剤として、鉄とのキレート作用を持つクエン
酸塩が用いられます。したがってクエン酸塩の抗凝固活性には、この
キレート作用がかかわっている可能性もあると思います。
 実際に血球数算定に用いられている1.8mg/ml EDTAを、凝固学的検査
の際に使用すると、APTT、PTともに、クエン酸よりも少し長めの結果
となります。また凝固のポイントは用手法でみる限りでは、分かり難
い印象を受けます。そして塩化カルシウム濃度を上げると、一層凝固
のポイントは分かり難く、時間をかけてゼリー状に固まります。むし
ろ通常の2分の1、0.0125Mの塩化カルシウムの方が、凝固点はわかりや
すく、時間も短縮します。ただし、正常検体をバッファーで希釈し、
APTTの延長をみていくと、1.2倍程度までの希釈ではAPTT時間は変化し
ません。このような結果から、少なくとも血液検査で一般に利用され
ている濃度のEDTAは、凝固検査に適しているとは言えません。それに
加えて、標準血漿や凝固因子欠乏血漿はクエン酸ナトリウムを用いて
採血されたものですから、 EDTA採血された検体では、各凝固因子の定
量測定は不可能となってしまいます。
 このように、クエン酸ナトリウムは使い易く、既に標準化されてい
ますが、今のところEDTAについて十分な検討はなく、標準化もされて
いないので、臨床検査に用いることはできません。

【参考文献】
[1]
F.W. Fifieid and D. Kealey :分析化学 I 、1998、丸善
[2]
黒川一郎 他:臨床検査科学、1983、南山堂
[3]
福武勝博 他:血液凝固 止血と血栓 下巻、1982、宇宙堂八木書店
[4]
Biggus. R. and Douglas , A. S.:The thromboplastin generation
test. 1953、J. Clin. Path. 6: 23-29

(1998年11月8日 認定臨床検査医 腰原公人(No.338)、福武勝幸
(No.255))

日本臨床検査医会のホームページ内にQ&Aがあるのですが、そこからの
抜粋です。

(Q)凝固検査の抗凝固剤としてクエン酸ナトリウムが用いられるのは
なぜでしょうか。またEDTA塩を用いないのはなぜでしょうか。(長野
県 臨床検査技師)

(A)凝固検査における抗凝固剤の目的は、血漿中のカルシウムイオン
の濃度を低下させ、検査実施まで凝固反応が起こらないようにするこ
とにあります。測定開始時には改めて必要なカルシウムイオンを添加
することになります。カルシウム塩を形成する中性塩のクエ...続きを読む

Q乳酸にはキレート力はありますか

先生に伺ったのですが、本をみても見つけられなくて
困っています。
乳酸にはキレート力はあるのでしょうか。
また、それは乳酸アルミニウムでも同じでしょうか。
ご存知の方、教えてくださると幸いです。

それと、乳酸アルミニウムは弱酸の塩なので溶液中で解離状態にならないそうなのですが、これもよくわかりません。
強酸なら解離状態(溶液中でイオンがばらばらになるのですか?)になるのでしょうか。

お恥ずかしい限りですがよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

乳酸アルミニウムについては歯磨きのサイトばっかり見つかります。
aluminium lactate、乳酸アルミニウム、[CH3CH(OH)COO]3Al、FW= 294.19
多分ほとんど解離しないでしょう。これは乳酸の塩というより乳酸とアルミン酸(水酸化アルミ、Al(OH)3)の無水物、あるいはエステルなので、イオン結合ではなくて共有結合しているのかもしれません。
共有結合性が高ければ、解離はしないでしょう。
乳酸のキレート能は弱いでしょうが、アルミの周りにカルボン酸基や水酸基が沢山ある乳酸アルミはかなりのキレート能を持つと思います。ただしデータを見いだすことは出来ませんでした。
専門書(か雑誌か)を調べればイオン性もキレート能も分かると思いますが、かなり時間とお金が掛かりそうです。非常に大事なら、その旨指示して下されば、一応公共機関ですので、巨大なデータベースにアクセスして調べてみます。
来週にならないとムリかもしれませんが…、当方本日手の手術をしたばかりでキーボード撃つのが辛くて…。

Q炭酸ナトリウムを水に溶かした時の最大Phは?

炭酸ナトリウムを入浴剤用に購入しようと思い、その安全性について調べているのですが、もし、出来るだけ多くの炭酸ナトリウムを水に溶かした時に、その水溶液のPhはどのくらいになるのでしょうか?

ちなみに私は化学はまるで素人なので、出来ましたら、計算式等と共に教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分解」と同じです。

 炭酸は2段階電離をしますが、その第2段階の電離定数を Ka、水のイ
オン積を Kw、炭酸水素イオンの電離の逆反応の平衡定数を K とします。
簡単な計算から、K = Kw/Ka であることが分かります。
 水溶液中で、炭酸ナトリウムはほぼ完全に電離し、生じた炭酸イオン
の一部が炭酸水素イオンに戻ろうとしますが、その割合を x とし、便宜
上 C = 0.1 (mol/L) と置くと、x が 1 より充分小さいという近似の下
で x = √(C/K) となります。
 水酸化物イオン濃度 [OH^-] の値が [OH^-] = Cx 、水素イオン濃度
[H^+] が [H^+] = Kw/[OH^-] ですから、以上を用いて
[H^+] = √(Ka・Kw/C)
...となります。さて、pH は常用対数 log を用いて
pH = log(1/[H^+])
と定義されますから、あとは数値を放り込んで計算するだけです。
 代入すべき数値は、
Ka = 4.7×10^{-11} (mol/L) ;炭酸の第2段階電離定数
Kw = 1.0×10^{-14} (mol^2/L^2) ;水のイオン積
...と上記の C = 0.1 (mol/L) です。これらを用いて、求める値は
pH = -1/2・log(Ka・Kw/C) = 11.7(有効数字3桁)
です。常温(25℃)での中性だと pH = 7.0 、人間の体液における
値の典型値が pH = 7.4 だから、かなり強い塩基性ですね。
 濃度を C = 0.001 mol/L(上記の 1/100)にすると、pH = 10.7
くらいになります。

 参考までに、白馬八方温泉の温泉水の値で、pH = 11.3 くらいだそう
です。かなり強いアルカリ性の温泉も存在します。
http://www.goryukan.jp/spa/index.html
 入浴剤として使う場合の注意としては、強アルカリ性の温泉に入浴す
るときの注意点と同じです。当該の温泉地に問い合わせてみては如何で
しょうか?

参考URL:http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter3/lecture5/lect3052.html

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分...続きを読む

Q吸光度の単位

吸光度の単位は何でしょうか!?
一般的には単位はつけていないように思われるのですが。。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。

QEDTAを使用する際にpHの調節はいりますか?

EDTAを使おうと思っていますがpHを調節することは重要かどうかを教えてください。COOH基はCOOH-になってないといけないので低いpHの方が良さそうですが、pHを下げてNがNH+になっていると対象物質がFe3+の場合キレート効果が低くなるような気がします(正電荷どうしなので)。
どのpHに設定するのがいいのでしょうか?もしくはpHは対して重要ではないのでしょうか?教えてください。

Aベストアンサー

専門メーカーの同仁化学研究所様のページには、かなりアホなことが書いてあります。
http://dominoweb.dojindo.co.jp/FAQkoukai.nsf/View_Display/219F50C4B1EED19149256E66002D8C74?OpenDocument
「そんな事言われんでも分かるワイ!」
通常、pH8で使うようですね。
http://wiki.symplus.co.jp/doku.php/bio/%E3%82%A8%E3%83%81%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%82%A2%E3%83%9F%E3%83%B3%E5%9B%9B%E9%85%A2%E9%85%B8?redirect=1

Qクエン酸水のpH

手作り化粧水を作ろうと思い、任意のpHになるようなクエン酸水を作りたいのですが、数学・化学に疎く、計算方法がわかりません。

クエン酸はpKa = 2.87だそうです(Wikipediaより)。

簡単に計算できるのであれば教えていただきたいですが、理系に疎い私なのでややこしいようでしたら、

水100mLに対して、

pH = 3、
pH = 4、
pH = 5、

それぞれ何gのクエン酸を入れればよいかを、教えていただきたいです。

それとも、pH試験紙を用いながら調整したほうが無難でしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

正確に調製したいならpHメーター等を使う必要がありますが、

およそでよいなら次の式で近似出来ると思います。


クエン酸は3価の酸ですが、

pK1=3.13、pK2=4.76、pK3=6.40 (25℃)

第2解離以降を無視すると、

濃度:C≒10^(pK1-2pH)+10^(-pH) より、

クエン酸 0.1・C・M (g) に純水を加えて100mlに調製したらよいと思います。

クエン酸が無水物の場合なら M=192、1水塩の場合なら M=210 で計算します。
(※ pK1は温度により変わります。)


尚、かなり微量になりそうなので、10倍量を加えて1Lにした方が誤差は小さくなるでしょう。

Q錯体生成における安定度定数

レポートの課題で「錯体生成における安定度定数とはどういうものか?」というのがあり、いろいろ調べていて二つの有力な説明を見つけました。

『キレートの安定度定数とは金属キレートのできやすさを表すもので、金属イオンとキレート化合物から金属キレートができる程度を表す指標である。
例えば、マグネシウムとEDTA(通常、Yと表現する)の場合は、
 Mg2+ + Y4- ←→ MgY2-
 K=[MgY2-]/[Mg2+][Y4-]
 このKが、安定度定数である。』

というのと、


『分析化学の世界ではM + n X = MXnという反応の平衡を考えるときに、1段ごとの錯生成( MXi + X = MXi+1)を考え、その錯生成定数Ki=[MXi+1]/{[MXi] [X]}を定義します。
このとき安定度定数βnはすべての錯生成定数の積、βn = K1*K2...Knで定義されていて、この値が大きいほど錯体を作る方に平衡が傾いていることを表します。』

という二つです。
一つ目の説明はわかるのですが、二つ目の説明は「分析化学の世界では…」と述べられている点で課題に即しているのか不安があり、二つの式(M + n X = MXnとMXi + X = MXi+1)が用いられている点に理解できません。この二つの式がどうつながっているのかがわかりません。
どなたかわかる方、詳しく教えてください。

レポートの課題で「錯体生成における安定度定数とはどういうものか?」というのがあり、いろいろ調べていて二つの有力な説明を見つけました。

『キレートの安定度定数とは金属キレートのできやすさを表すもので、金属イオンとキレート化合物から金属キレートができる程度を表す指標である。
例えば、マグネシウムとEDTA(通常、Yと表現する)の場合は、
 Mg2+ + Y4- ←→ MgY2-
 K=[MgY2-]/[Mg2+][Y4-]
 このKが、安定度定数である。』

というのと、


『分析化学の世界ではM +...続きを読む

Aベストアンサー

通常錯化剤を過剰に用いるので、と言うかキレート滴定での終点直後で指示薬が変色する領域では錯化剤が目的金属に対し「過剰」に存在するので、初めの方の説明で構いません。

後の方の説明は科学的にはより「厳密」であり、例えば中間的な錯体に「異性体」がある場合など、こちらの説明の方を利用しなければなりません。
ただし、お分かりのように、錯化剤過剰条件ではどちらの定義でも同じ結果が得られますので、あまり気にする必要はありません。
レポートなら両者書いて、さらに例を挙げて説明すれば120点。
期末考査の点がかさ上げされるかも知れません。^o^

Q鉄イオンになぜFe2+とFe3+があるの?

イオンに価数の違うものがあるという現象が理解できません・・・。

例えば、水素イオンだったらH+しかありませんよね。電子を一つ外に出した方が安定だから。

でも、鉄イオンにFe2+とFe3+があるじゃないですか!!

じゃあ、このイオンたちは外に電子を二つだしても、三つだしても安定なのでしょうか。変です。安定状態は一つじゃないんですか。あの最外核電子が希ガスと同じになると安定。

仮に安定状態にかかわらずイオンになれるんだとすれば、Fe+~Fe10+とかいくらでもありそうな気がするのです。でも、鉄の場合はFe2+とFe3+くらいしか聞かないですし、水素の場合のH2+も聞きません。どうしてでしょう(-_-;

Aベストアンサー

イオン化エネルギー(単位はkJ/mol)

H  1312

Na 495  4562  6911
Mg 737  1476  7732

K  419  3051  4410
Ca 589  1145  4910

He  2373  5259
Ne  2080  3952
Ar  1520  2665 

1.不活性元素(希ガス)の電子配置から先に行くのは難しいのが分かります。
  Na^2+は存在しないだろうというのはエネルギー的な判断として可能です。

2.Ca^2+を実現するために必要なエネルギーはNa^+を実現するために必要なエネルギーよりも2倍以上大きいです。でもCa^2+は安定に存在します。これはイオン化エネルギーの大きさだけでは判断できない事です。
CaOとNaClは結晶構造が同じです。融点を比べると結合の強さの違いが分かります。
NaCl 801℃   CaO  2572℃

CaOの方が格段に結合が強いことが分かります。
結合が強いというのを安定な構造ができていると考えてもいいはずです。
NaClは(+)、(-)の間の引力です。CaOは(2+)、(2-)の間の引力です。これで4倍の違いが出てきます。イオン間距離も問題になります。Ca^+には最外殻のs軌道に電子が1つ残っていますからCa^2+よりも大きいです。荷電数が大きくてサイズの小さいイオンができる方が静電エネルギーでの安定化には有利なのです。
Fe(OH)2よりもFe(OH)3の方が溶解度が格段に小さいというのも2+、3+という電荷の大きさの違いが効いてきています。サイズも小さくなっています。

イオンは単独では存在しません。必ず対のイオンと共に存在しています。
水和されていると書いておられる回答もありますが対のイオンの存在によって安定化されるというのが先です。
水溶液の中であっても正イオンだけとか負イオンだけとかでは存在できません。水和された正イオンと水和された陰イオンとが同数あります。水和された負イオンの周りは水和された正イオンが取り囲んでいます。液体の中にありますからかなり乱れた構造になっていますが正負のイオンが同数あって互いに反対符号のイオンの周りに分布しているという特徴は維持されています。

3.d軌道に電子が不完全に入っている元素を遷移元素と呼んでいます。
  「遷移」というのは性質がダラダラと変わるということから来た言葉です。普通は族番号が変われば性質が大きく変わります。周期表で横にある元素とは性質が異なるが縦に並んでいる元素とは性質が似ているというのが元素を「周期表の形にまとめてみよう」という考えの出発点でした。だから3属から11族を1つにまとめて考えるという事も出てくるのです。
 性質が似ているというのは電子の配置に理由があるはずです。電子は最外殻のsに先に入って後からdに入ります。エネルギーの逆転が起こっていますが違いは小さいものです。まず外の枠組み(s軌道)が決まっている、違いは内部(d軌道)の電子の入り方だけだというところからダラダラ性質が変わるというのが出てきます。M^2+のイオンがすべて存在するというのもここから出てきます。11族の元素に1+が出てくるのは内部のd軌道を満杯にしてs軌道電子が1つになるというからのことでしょう。これは#7に書かれています。でもそれがなぜ言えるのかはさらに別の理由が必要でしょう。
 s軌道の電子が飛び出してイオンができたとすると残るのはd軌道の電子です。イオンのサイズがあまり変わらないというのはここから出てきます。
 イオンの価数の種類が1つではないというのも遷移元素の特徴です。エネルギーにあまり大きな違いのないところでの電子の出入りだという捉え方でもかまわないと思います。イオン単独で考えているのではなくてイオンが置かれている環境の中で考えています。イオン化エネルギーの大小だけではありません。
 色が付いている化合物が多いというのもエネルギー的にあまり大きな違いのない電子配置がいくつか存在する、そのエネルギー状態は周囲の環境によって割合と簡単に変化するという事を表しています。普通なら電子遷移は紫外線の領域です。可視光の領域に吸収が出るのですから差の小さいエネルギー準位があるという事です。この色が周りに何があるかによって変化するというのも、変動しやすいエネルギー順位があるという証拠になるのではないでしょうか。酸化銅、硫酸銅、塩化銅、硝酸銅、結晶の色は異なります。水和された銅イオン、アンモニアが配意した銅イオンもはっきりとした色の違いがあります。

4.今考えているイオンの電荷は実電荷です。酸化数は実電荷に対応しているとは限りません。
 単原子イオンの酸化数はイオンの価数そのままですが、単原子イオンではない、分子中の原子、または多原子イオンの中の原子の酸化数は形式的に電荷を割り振ったものです。イオンでないものであってもイオンであるかのように見なしているのです。「Cr^(6+)」が存在するなんて書かれると「????」となってしまいます。Cr2O3の融点が2436℃、CrO3の融点が196℃であるという数字から考えるとCrO3はイオン性ではありません。無水クロム酸とも言われていますがCrO4^2-の中の結合と同じであろうと考えられます。
 CO2はC^(4+)1つとO^(2-)2つが結合したものと教えている中学校があるように聞いていますが困ったことです。「硫酸の中の硫黄の原子価は6+である」と書いてある危険物のテキストもあります。酸化数と原子価の混同はかなり広く見られることのようです。Cr^6+ という表現はそれと同列のことですから堂々と回答に書かれては困ることです。

イオン化エネルギー(単位はkJ/mol)

H  1312

Na 495  4562  6911
Mg 737  1476  7732

K  419  3051  4410
Ca 589  1145  4910

He  2373  5259
Ne  2080  3952
Ar  1520  2665 

1.不活性元素(希ガス)の電子配置から先に行くのは難しいのが分かります。
  Na^2+は存在しないだろうというのはエネルギー的な判断として可能です。

2.Ca^2+を実現するために必要...続きを読む


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