出産前後の痔にはご注意!

物質の「極性」とはどういう物なのでしょうか?
水やアルコールは極性が強いと言います。なぜ?
また水蒸気や気体の状態でも同様に、極性の強さは
変化しないのですか?

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A 回答 (7件)

化合物の極性は、その物質の状態による違い、測定方法による違いなど様々なパラメータが絡んでくるため、これを数値化して一義的に解釈するのは困難なように思われます。

ただ、No.6の方がおっしゃるように、比誘電率(誘電率?)の値は物質の極性を表す一つの指標になるかと思います。そして比誘電率の値は化学便覧にかなりのデータが記載されていますので、そちらで調べる事ができます。

また、上にて極性を数値化するのは困難といいましたが、最も広範囲に求められた極性(特に溶媒)の指標としてDimorthとReichardtらが提唱したET(30)というパラメータが知られています。この数値は「Solvents and Solvent effects in organic chemitry」というWiley社の本にその求め方などと共に詳しく載っています。もし図書館などにおいてあればご参考までに。購入する事もできますけど値がはりますし(2万くらい)、洋書ですので理解するのはちょっと難しいかもしれません(かくいう私も、恥ずかしながらデータ集として使用しているのみでほとんど読んでおりません)。

さらに、ネット上で見つけたのですが(詳しく読んでいないので自信はありませんが)SPP (solvent polality/polalizability) scaleというのもその名の通り極性の指標になるかと思います。こちらは一覧表がダウンロードできますので、もしよろしければ参考にしてみて下さい。

http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/depaz/es …

参考URL:http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/depaz/es …
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No.4の追加です。


極性を考えるときには、分子全体の極性を考える場合と、個々の結合を考える場合があります。
No.3のご回答は、分子全体の極性を考えた場合であり、その場合、分子の対称性によっては個々の結合の極性が打ち消しあい、「個々の結合に極性はあるが、分子全体としての極性はない」という状態になります。その例として、CO2(直線状)とCCl4(正四面体型)があげられています。
分子全体の極性を考えるのであれば、分子の双極子モーメントを調べればよいのですが、今回の目的には、そのデータはあまり役に立たないと思います。

自信はないのですが、ここでの「極性」にある程度類似したデータとして、誘電率のデータが参考になるかもしれません。私には詳細はわかりませんが、多くの溶媒に対して誘電率のデータを集めるのは難しいかもしれません。
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#2です。

まず訂正を。
最後から2行目
>炭化水素基が大きいほど極性が大きく、
は「炭化水素基が大きいほど極性は小さく、」
の誤りです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます

お礼日時:2005/08/17 19:43

アルコール系で極性の大きい物質ということでしたら、基本的な考え方として、炭素数が少なくて、ヒドロキシル基(水酸基)を多く持つ物質ということになります。


具体的には、2価アルコールのエチレングリコール、3価アルコールのグリセリンなどは非常に極性が大きいと言えるでしょう。それ以外では、糖類(ものによってはヒドロキシル基以外の官能基も持ちますが)も極性が大きいと言えます。
炭化水素系というのは、少々難しいです。つまり、単純な炭化水素は非極性です。したがって、C,H以外の何らかの原子を入れない限りは極性は上がりません。
仮に炭化水素の化学的な安定性を、ある程度保持出来る範囲内で考えるならば、エーテル構造の導入が効果的だと思います。たとえば、環状のエーテルである、テトラヒドロフランや1,4-ジオキサンは、エチレングリコール等ほどではありませんが、かなりの極性を有しています。
また、エーテル以外では、いわゆる極性非プロトン性溶媒である、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトニトリル、毒性が強いのでお勧めできませんがリン酸ヘキサメチルトリアミド(HMPA)等があるでしょう。比較的反応性が高いという欠点はありますが、アセトンや酢酸エチルも比較的極性が大きい溶剤です。

なお、目的をもう少し明らかにしていただければ、種類を絞り込んだり、別の選択肢があげられると思います。
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この回答へのお礼

目的はプロセスシュミレータを組むときの演算モデルを選定するのに使います。
極性の一覧表等があればいのですけど・・
ネットの中にはないでしょうか・・

お礼日時:2005/08/03 20:19

酸素は電気陰性度が大きく、水素は小さいです。

例えば水は酸素が両側の水素を引っ張り電荷に偏りが生じており、形は折れ線系になっています。しかし、二酸化炭素は二つの酸素原子にはさまれた炭素原子は両側の酸素原子から引っ張られ、それぞれを見ると極性がありますが、二酸化炭素分子全体を見たとき、両方に引っ張られていることから直線系となり、極性を持ちません。(水は単結合、二酸化炭素は二重結合であるため、折れ曲がらない直線系となります。)メタンも真ん中の炭素が4つの水素を均等にひっぱているため極性を持ちません。メタンの周りの4つの水素の一つが例えば塩素だったり(クロロメタン)、二つが塩素(ジクロロメタン)だったりしたときに極性が生じていることになります。
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この回答へのお礼

ううむ・・・難しいですね。
ありがとうございます。もう少し勉強します

お礼日時:2005/08/03 20:13

#1さんの回答を総合すれば、


>炭化水素系やアルコール系の極性が大きい物質
は列挙する必要などありませんね。

炭化水素基は極性をほとんど持たない部分、
ヒドロキシル基は極性の大きい部分です。
同じ数のヒドロキシル基を持つアルコールでは、
炭化水素基が大きいほど極性が大きく、
また、ただの炭化水素では極性は皆無に近いです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます
大変役に立ちます

お礼日時:2005/08/03 20:09

極性というのは電荷の偏りのことで、極性が大きいということは、物質の中に、正電荷を帯びた部分と負電荷を帯びた部分が存在するということです。


その原因は、主として個々の結合にあります。つまり、難しい話をするならば、電気陰性度の差の大きい(すなわち周期表上で離れた場所にある)原子間の結合では結合の極性が大きくなります。
そういった結合を多く含む分子では極性が大きくなります。

O-H結合というのは典型的な極性結合ですので、この結合を持つ、水やアルコールの極性は大きくなります。ただし、アルコールにはそうでないC-C結合やC-H結合もありますので、O-H結合による極性の大きさが緩和され、水よりは極性が小さくなります。

なお、極性というのは、その分子が気体であっても、液体であっても関係なく存在することになります。

この回答への補足

大変ありがとうございます。
更に詳しく、炭化水素系やアルコール系の極性が大きい物質を挙げて頂けると大変嬉しいのですが・・・

補足日時:2005/08/02 22:17
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Q極性と非極性

以前の回答を見てもよくわからなかったもので・・・・・。
妙な質問かもしれませんが、

アセトニトリル、水・・・・・極性溶媒
クロロホルム、アセトン、メタノール等・・・非極性溶媒

といわれていますよね。上記の溶媒は水以外みんな、「炭化水素」ですよね。なんか、みんな似たようなもののような気がして、アセトニトリルもつい最近まで、非極性だと勘違いしていました。ある物質が、極性か非極性かって、どうやって判断するものでしょうか?

Aベストアンサー

> ある物質が、極性か非極性かって、
> どうやって判断するものでしょうか?

 ご質問の「どうやって判断する」とはどういう意味でしょうか。今目の前にある物質が「極性か非極性かをどんなデ-タで判断するのか?」という事でしょうか。それとも,「その物質の構造から,極性か非極性かをどうやって判断するのか?」という事でしょうか。

 前者の場合,MiJun さんがお書きの様に,「双極子モ-メント」の大きさが規準になります。これが0でない分子は極性分子です。そして,その値が大きいほど,高極性の分子という事になります。なお,「双極子モ-メント」については,過去ログ中の「QNo.91301 双極子能率について」(↓)の siegmund さんの回答 (ANo.#2) が参考になると思います。

 後者の場合,次の様にして判断します。

 分子中の官能基(C, H 以外の原子の存在する部分)について,その結合している原子の電気陰性度がどちらが大きいかを考えます。

 電気陰性度の大きい原子側に結合電子は片寄って存在すると考えられますので,この結合の両側にプラス部分とマイナス部分ができます。その結果,この部分に電気双極子が生成します。

 この電気双極子を,マイナス側からプラス側へ向いた矢印(大きさは双極子モ-メント;通常は大きい小さいだけを考えて,具体的な数値は考えません)で表します。つまり,ベクトル表示です。

 上記の様にして出来た各ベクトルを,分子全体に渡って足しあわせます(もちろん,ベクトルとしての足し算です)。その結果のベクトルが0になれば,部分的には電気双極子モ-メント(極性)が存在しても,分子全体としては電気双極子モ-メント(極性)が存在しない事(つまり,非極性)になります。この時のベクトルが大きければ,高極性ということです。

 ですから,inorganicchemist さんがお書きの様に「いわゆる官能基が含まれていると極性が高く」なる傾向にあります。なお,ハロゲンも一種の官能基ですので,「ハロゲンが含まれると極性が低くなる」とは言えません。ハロゲンのないものに比べると極性は高くなっています。

 ご質問にお書きの例で言うと,アセトニトリル(官能基:CN),水(官能基:OH),クロロホルム(官能基:Cl),アセトン(官能基:CO),メタノール(官能基:OH)の全てが極性溶媒です。

 非極性溶媒の例をあげると,MiJun さんの参考 URL 中に出てくる「ジオキサン」,クロロフォルムに類似していますが非極性の「四塩化炭素」,炭化水素(ベンゼン,ペンタン,・・・・)などです。
 

参考URL:http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=91301

> ある物質が、極性か非極性かって、
> どうやって判断するものでしょうか?

 ご質問の「どうやって判断する」とはどういう意味でしょうか。今目の前にある物質が「極性か非極性かをどんなデ-タで判断するのか?」という事でしょうか。それとも,「その物質の構造から,極性か非極性かをどうやって判断するのか?」という事でしょうか。

 前者の場合,MiJun さんがお書きの様に,「双極子モ-メント」の大きさが規準になります。これが0でない分子は極性分子です。そして,その値が大きいほど,高極性...続きを読む

Q極性と溶解性の関係

「物が溶ける」という現象について正確に知りたくて、いろいろ勉強しています。
その中で、極性の高い溶媒(例えば水)には極性の高い物質が溶解しやすく、極性の低い有機溶媒等には極性の低い物質が溶解しやすいという内容を良く耳にします。

これは何故なのでしょうか?

具体的な例を挙げて教えていただけるとありがたいです。

ごく簡単な高校生向けの説明から、分子・エネルギーレベルの詳細な説明まで、様々な視点からの回答を期待しています。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

極性が大きいもの同士はお互いに引っ張り合いますので、極性が大きいもの同士でくっついている方が安定です。したがって、極性が大きい溶媒には極性の大きな物質が溶けやすいです。
極性が小さな溶媒に極性の大きな物質を入れると、極性の大きな物質同士で引っ張り合っている方が安定ですから、あまり溶けません。
極性が小さな溶媒に極性が小さな物質をいれると、分子同士の引っ張り合いが弱いので、上記のようなことは起きず、溶けることができます。

溶ける際には、同じもの同士でまとまっているよりも、別のものと混じる合った方がエントロピーが大きくなることも大いに関係しています。

Q極性 -官能基-

アスピリンとサリチル酸での官能基の極性について質問です。
アスピリンのほうが官能基の極性が小さいそうですが、

http://okweb.jp/kotaeru.php3?q=550055

↑で官能基の極性は、-COOHのほうが-OHより大きいそうですが、
『カルボン酸(-COOH)にはイオン化した状態(-COO(-) + H(+))との平衡がありますので,極性は高いです。同じ理由から,酸性のフェノールが続きます。』
とありますが、その『同じ理由から』で、どうして-COOHのほうが-OHよりも極性が大きくなるのでしょうか?計算の仕方ってあるんですか?

アスピリンの-OCOCH3の極性についても知りたいです。-OHよりも極性が小さくなるのはなぜですか?これも何かの計算からですか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

まず初めに-COOHと-OHの極性の話をアスピリンとサリチル酸の話と「混同」しないで下さい。要素は沢山あります。
まず初めに、
>>どうして-COOHのほうが-OHよりも極性が大きくなるのでしょうか?計算の仕方ってあるんですか?
Ph-COOH(安息香酸)とPh-OH(フェノール)の極性の比較ですが、炭素一つ分前者が長いので直接の比較にはなりませんが、酸の解離定数を比較することができます。安息香酸はpKa=4.00、一方フェノールは9.82と大きく違います。すると少しでも解離する可能性のある環境では両者とも対応する陰イオンとの平衡状態にありますので、分子の濃度に占める陰イオンの濃度が、安息香酸の方が圧倒的に大きくなり、それだけ極性は高くなります。厳密な計算ではありませんが、「陰イオンになっている比率」を「分子の長さ」で割るとおおよその「分極度」が推定できます。

次に、
>>アスピリンの-OCOCH3の極性についても知りたいです。-OHよりも極性が小さくなるのはなぜですか?これも何かの計算からですか?
上記したようにフェノールは解離して酸として働きます、水素イオンを与える形でシリカゲルや水とも相互作用(水素結合)できます。ところがフェノールのOH基がアセチルオキシ基(-OCOCH3)に変わると、もう元のフェノール酸素上に水素結合や酸として解離する水素はありません、ほぼ全く「無極性」になってしまいます。
これはカルボン酸がエステル化したときに酸性が全くなくなるのとほぼ同じです。
ですので、フェノール性の-OHと-OCOCH3ではまるで極性が変わってしまいます。酸と何もナシとの比較です。

最後に、
>>アスピリンのほうが官能基の極性が小さいそうですが、
アスピリンはアセチルサリチル酸ですから、既にご存じの通りサリチル酸のフェノール部分がアセチル化されています。
サリチル酸にはフェノールとそれより強い酸のフェニルカルボン酸基(安息香酸残基)があります、一方アスピリンにではフェノール基が「中性」化された状態になっています。
実際にはサリチル酸の「分子内水素結合」があるため簡単に判断できませんし、濃度が高いとアセチル酸は分子間での水素結合をアスピリンに比べ非常に作りやすくなるために複雑な様相を示しますが、一般に、極性官能基がある距離離れて複数存在すると「分子の極性」は上がると考えられます。
特にアミノ酸などではアミノ基がアンモニウム型にカルボン酸がカルボン酸イオン型になっているため分子内塩となり極端に不思議な行動を示します、そのためこのような物質の分離の時は展開溶媒に酸を入れてカルボン酸部分を解離させないようにしてしまうなどの方法が採られます。
<(_ _)>

まず初めに-COOHと-OHの極性の話をアスピリンとサリチル酸の話と「混同」しないで下さい。要素は沢山あります。
まず初めに、
>>どうして-COOHのほうが-OHよりも極性が大きくなるのでしょうか?計算の仕方ってあるんですか?
Ph-COOH(安息香酸)とPh-OH(フェノール)の極性の比較ですが、炭素一つ分前者が長いので直接の比較にはなりませんが、酸の解離定数を比較することができます。安息香酸はpKa=4.00、一方フェノールは9.82と大きく違います。すると少しでも解離する可能性のある環境で...続きを読む

Q共役の長大=長波長シフト?

芳香族多環化合物で、π電子共役系が伸びることによってなぜHOMO-LUMO差が縮まるのかがわかりません。
π電子共役系が伸びるとUV吸収スペクトルの吸収極大は長波長シフトすることは実験的にわかります。そして、長波長シフトはHOMO-LUMO差が縮まることによって引き起こされることも理解できますが、なぜHOMO-LUMO差が縮まるのかがわかりません。
なるべく量子化学に踏み込まずに、単純に説明できる方がいらっしゃいましたらお願いします。

Aベストアンサー

例えば、水素原子二つから水素分子ができる場合、それぞれの電子軌道を
下図のように描いたと思います;


↑      ─σ*    ←軌道の重なりで生じた反結合性軌道
|    /   \  
|1s─       ─1s ←軌道が重なる前のエネルギー準位
|    \   /
|      ─σ     ←軌道の重なりで生じた結合性軌道

|  Ha      Hb
 (Ha、Hbはそれぞれ水素原子)


π電子共役系でもこれと同様に考えると、感覚的に理解できるかもしれません。
まず、その共役系の4つの原子の、π結合にあずかる4つのp軌道について、
それぞれ2個同士で軌道の重なりを考えます;


↑        ─ πab*           ─ πcd*
|      /   \           /   \  
|     /      \        /      \  
┼ 2p─          ─2p 2p─          ─2p
|     \      /        \      /
|      \   /           \   /
|         ─ πab           ─ πcd

   Ca         Cb    Cc         Cd
 (Ca~Cdはそれぞれ炭素原子、πab・πab*はそれぞれCa・Cbのp軌道の
  重なりで生じた結合性軌道・反結合性軌道。πcd・πcd*も同様)

次に、このπab・πab*とπcd・πcd*との間の軌道の重なりを考えます。
このとき、先程のp軌道同士の場合に比べると、軌道の重なりは小さいため、
エネルギー準位の分裂幅も小さくなります(因みに、重なり0→分裂幅0);

                 _π4
E            /       \
↑  πab* ─                ─ πcd*
|           \       /
|                ̄π3

|               _π2
|           /       \
|   πab ─               ─ πcd
|           \       /
                  ̄π1
   Ca         Cb    Cc         Cd

 (元のp軌道は省略、そのエネルギー準位は左端の『┼』で表示)


この結果、Ca~Cdの炭素上にπ1~π4の4つの軌道ができます。
元のp軌道よりエネルギー準位の低いπ1・π2が結合性軌道(π2がHOMO)、
高いπ3・π4が反結合性軌道(π3がLUMO)になります。
(軌道が重なると、「重なる前より安定な軌道」と「重なる前より不安定な軌道」が
 生じますが、このように、必ずしもそれが「結合性軌道と反結合性軌道となる」
 とは限りません;その前に大きな安定化を受けていれば、多少不安定化しても
 結合性軌道のまま、と)

このように考えれば、それぞれのHOMOとLUMOのエネルギー差は、CaとCbの2つの
π電子系で生じた時に比べ、Ca~Cdの4つのπ電子系の方が小さくなることが
理解していただけるのではないかと思います。


<余談>
このようにして共役系が延長していくと、軌道の重なりによる安定化幅はさらに小さく
なっていくため、「軌道」というよりは「電子帯(バンド)」というべきものになります。
また、HOMO-LUMO間のエネルギー差も縮小し、常温で励起が起こるようになります。
これによって、芳香族ポリマーや黒鉛などは電導性が生じているわけです。

例えば、水素原子二つから水素分子ができる場合、それぞれの電子軌道を
下図のように描いたと思います;


↑      ─σ*    ←軌道の重なりで生じた反結合性軌道
|    /   \  
|1s─       ─1s ←軌道が重なる前のエネルギー準位
|    \   /
|      ─σ     ←軌道の重なりで生じた結合性軌道

|  Ha      Hb
 (Ha、Hbはそれぞれ水素原子)


π電子共役系でもこれと同様に考えると、感覚的に理解できるかもしれません。
まず、その共役系...続きを読む

Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Q極性の高い物質と極性の低い物質の精製のし易さ

極性の高い物質と極性の低い物質の場合、
極性の低い物質の方が精製し易いと聞きました。
これはどのような要因によるのか分かりません。
極性が高い物質(いわゆる水物)を精製する為のカラムが少ないのでしょうか?
それとも溶媒の選択肢が少ないのでしょうか?

Aベストアンサー

>極性の低い物質の方が精製し易いと聞きました。
必ずしもそんなことはないような気が…。
たとえばヘプタンの全異性体きれいに分けなさいと言われたら、死なせていただきます。
40年前五員環化合物とエーテル分離するだけが修士の仕事だった先輩います。今なら「吉本に売りたい」人だった、修論発表会で「ここは寄席じゃないんだから面白くしてもダメです」と言われておりました。
さて、余談はさておき、これはやはり「地球環境で」という話ではないでしょうか。
やはり水系でしか扱えないものは「水からの分離」が非常に困難です。現在のペプチド自動合成も、DNAからの合成を除けば、うまい固定化方などが開発されたからこその隆盛だと思います。
>極性が高い物質(いわゆる水物)を精製する為のカラムが少ないのでしょうか?
HPLCの場合には、逆でしたね。C18などの逆相のカラムの方がやはり安価です。特に逆相のカラムは注入したものはいつか必ず流出するので、順相のカラムと違い、分析などには非常に便利ですし。
あと、もし低極性のものの純化が容易だとしたらやはり蒸気圧の高さでしょう。シリル化した化合物などは蒸気圧が高くしかも結晶化しやすくなるため分子量が大きくとも昇華精製が効いたりしますし。
もっと根源的なお答えがあるとしたら、私も知りたいです。

>極性の低い物質の方が精製し易いと聞きました。
必ずしもそんなことはないような気が…。
たとえばヘプタンの全異性体きれいに分けなさいと言われたら、死なせていただきます。
40年前五員環化合物とエーテル分離するだけが修士の仕事だった先輩います。今なら「吉本に売りたい」人だった、修論発表会で「ここは寄席じゃないんだから面白くしてもダメです」と言われておりました。
さて、余談はさておき、これはやはり「地球環境で」という話ではないでしょうか。
やはり水系でしか扱えないものは「水から...続きを読む

Q極性は親水性、非極性は疎水性

レポートを書く為に若干あやふやな部分があるので質問をします。
教科書には『分子は似たものを溶かす』とありました。
即ち極性物質は極性物質を溶かし、非極性物質は非極性物質を溶かす。
したがって、極性物質である水は極性物質を溶かす。

極性物質が極性物質を溶かすのかは何となく分かります。
しかし非極性物質が非極性物質を溶かす理由がイマイチ分かりません。

あやふやなままレポートを書くのはいやなので、どうしてそうなるのか教えてください。

Aベストアンサー

いいとこに突っ込みますね。

溶ける前と溶けた後のことを考えて見ましょう。
無極性物質の例としてナフタレンでやってみましょう。

ナフタレンの固体中で、ナフタレン分子同士の間は分子間力と呼ばれる力でお互いが引き合い、その結果として結晶を作っています。
分子間力の起源は分子によって異なりますけど、ナフタレンのような芳香族分子だと、ファンデルワールス引力に加え、パイ-パイ相互作用、CH-パイ相互作用が考えられますが、ここでは詳細は良いのでとにかく引き合う力は大して強くない、ということだけ念頭においてください。

では、ナフタレンをベンゼンに溶かしてみましょう。
ベンゼンもナフタレンとだいたい同じ様な分子なので、引き合う力も同じようなもんです。
溶けたナフタレンはベンゼンの中でどのような状態になっているでしょうか。
まわりの溶媒分子であるベンゼンと相互作用しながら、ふわふわと漂っている感じです。
また、ベンゼン同士も大して強い力で引き合っておりません。

これは極性物質が水に溶ける場合とは大きく異なっていますね。
溶質分子間にはたいした相互作用はありません。
溶媒分子間にもたいした相互作用がみられません。
溶質・溶媒間も同様。
つまり、極性物質が水に溶けるときのように、”頑張って隙間にねじ込む”必要が(ほとんど)ないのです。

なので、ナフタレンをベンゼンに漬けて、ちょっと暖めてやれば、熱をもらって動きたがりになったナフタレン分子は、「どれ、周りのナフタレンから剥がれて、ベンゼンの中に漂いだそうかい」というくらいの適当な気持ちで溶け込んでいけるのです(実際にはあっためずとも室温くらいで溶けるはず)。
極端に溶媒ー溶質の相互作用を無視して言えば、液体をあっためたら蒸発するのと似てるかな。乱暴な言い方ですけどね。

熱力学の言葉で言えば、「エンタルピー的な変化が溶解の前後でさほど無い。一方、分子が溶解することでのエントロピー的な稼ぎがあるので、結果として溶けた方がハッピー。だから溶ける」といったとこかな。これ、No.1さんが言ってるのと同じです。

なお、無極性溶媒といってもいろいろあります。

ヘキサンなどのように、ほんとにほとんど何の相互作用も無い(ファンデルワールスはあるけど)、貧弱な溶媒もあれば(事実、このような相互作用の弱い溶媒中では、希薄溶液中の溶質は気相の孤立分子の性質に近づく)、溶質と強く相互作用するものもあります。

上で例に挙げたベンゼンなんてのは、実はかなり相互作用が強い分子です。ベンゼンとかトルエンは、無極性ではありますが、割と物を良く溶かしますし、カラムの溶媒に使っても、結構モノを流します。溶質との強い相互作用のためでしょう。
こういう、相互作用が効いてくると、上述したように「エンタルピーの変化はあんまり無い」とは必ずしもいえなくなります。

なお、無極性溶媒には極性物質は逆に溶けにくくなります。
たとえば、食塩をヘキサンに溶かすのは無理です。
これは、溶質(溶けてないから溶質とはいえないけど)分子間の強いクーロン相互作用、双極子相互作用などを切断するほどの、溶質ー溶媒間の相互作用が生じないためです。固体中での結合をあえて切断し、溶け込むだけのエネルギーの補填が、無極性溶媒ではできないのですね。
油と

いいとこに突っ込みますね。

溶ける前と溶けた後のことを考えて見ましょう。
無極性物質の例としてナフタレンでやってみましょう。

ナフタレンの固体中で、ナフタレン分子同士の間は分子間力と呼ばれる力でお互いが引き合い、その結果として結晶を作っています。
分子間力の起源は分子によって異なりますけど、ナフタレンのような芳香族分子だと、ファンデルワールス引力に加え、パイ-パイ相互作用、CH-パイ相互作用が考えられますが、ここでは詳細は良いのでとにかく引き合う力は大して強くない、という...続きを読む

Q溶媒の比誘電率

基本的な質問かもしれませんがお願いします。

溶媒の比誘電率が大きくなると、イオン対の解離が促進されると思いますが、その解離の機構が分かりません。
なぜ比誘電率が大きいと解離が促進されるのでしょうか。

もしよろしければご教授願えないでしょうか。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

御存知のように、溶媒の誘電率とは、分子の集合体である溶媒のマクロ物性の一つであり、電解質の溶解に関する機構に関して、その一部を説明するものでしかありません。よって、誘電率と分子レベルでの挙動を一対一対応させる事は出来ませんので、水に食塩を溶解した場合を例に、分子レベルでの挙動を説明いたします。
NaClはNa+とCl-になる事で各々のイオンはとても安定になりますが、お互いを非常に強く引き合う為、これを引き離さねばなりません。Na+の周りにある水分子は、その酸素原子(ローンペアー)をNa+側に向けます。更に、一部の電子がNa+側に引き寄せられます。要するに双極子能率を有する水分子の配向が変わり、分子内の分極が増幅し、更に電子移動が起こっています。これによりNa+は安定化しましたが、水分子自体は不安定になりました。水分子自体の安定性に加え、隣接する水分子同士の反発が上がっています。Na+を取り囲む水は、外側にH原子を向けています。H上の電荷も通常の水分子より高くなっています。よってその外側にある水分子は、これを安定化するように、酸素原子を中に向けますが、その配向・分極・電子移動の度合いは、Na+に近接した水分子に比べれば小さくなります。Na+との作用も距離が遠くなるので、弱まります。更にその外側でも同様です。水同士の水素結合(sp3混成の四面体構造)をとりやすくなりますし、Na+に引き寄せられながらも、比較的自由に振動/移動できるようになります。Cl-も同様です。食塩水濃度が高い場合、Na+とCl-はかなり近くにあります。計算されてみるとすぐにわかります。この場合は、Na(Δ+)..Cl(Δ-)といった方が妥当でしょう。この極端に分極した分子(?)を水分子が包んでいるとのイメージ。
“誘電率”といった場合、少なくとも溶媒/溶質間の電子移動の効果は含みませんが、溶媒分子の配向や分極、溶媒分子間の電子移動を部分的に含む事となります(誘電率の測定時に起こりうる事)。
よって、元々のご質問に立ち返りますと、誘電率に対する電解質の溶解に関する説明としては、分子の配向が変わる事による電荷の安定化であり、水素結合や配位水などの積極的な溶媒/溶質間の作用は含まず、溶媒分子の分極等は含みはしますが、近似的には無視して良いとの理解で構わないと思います。

御存知のように、溶媒の誘電率とは、分子の集合体である溶媒のマクロ物性の一つであり、電解質の溶解に関する機構に関して、その一部を説明するものでしかありません。よって、誘電率と分子レベルでの挙動を一対一対応させる事は出来ませんので、水に食塩を溶解した場合を例に、分子レベルでの挙動を説明いたします。
NaClはNa+とCl-になる事で各々のイオンはとても安定になりますが、お互いを非常に強く引き合う為、これを引き離さねばなりません。Na+の周りにある水分子は、その酸素原子(ローンペアー)をNa+側...続きを読む

Qメタノールの極性について教えてください

メタノールの極性について教えてください。
+、-どちらに偏っているのでしょうか?
よろしくお願いします。

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CH3-O-H

Oの電気陰性度は3.5
Hの電気陰性度は2.1

O原子がH原子の電子を引き寄せて
Oは負に帯電(δ-)
Hは正に帯電(δ+)します。

メタノールはH-O間の電気陰性度の差が大きいため、
分子間で水素結合します。

Qアルコールの親水性について

今、アルコールの親水性について調べています。
親水性とは極性の強さによって決定されるということと
アルコールは含まれる炭素原子の数が多いほど疎水性が強くなるということは分かりました。

ということは、アルコールは含有される炭素原子の数が多いほど極性が弱くなるということでしょうか。
炭素と極性の繋がりがいまいち理解できません。

アルコールの親水性の強弱は何によって決定されるのでしょうか?

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 恐らく1級アルコール(直鎖炭化水素の一番端のCに-OHがついている)の炭素鎖の長さが長いほど疎水的、ということを言っているのだと思いますので、それについて書きます。
 この場合、親水的な部分と疎水的な部分の割合で決まる、と考えてしまっていいと思います。-OHの部分が親水的で、炭素鎖は疎水的であって、炭素差が長くなると全体に占める親水的な部分の割合がどんどん低くなっていくので、分子全体としては疎水的になる、という説明ではどうでしょうか。


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