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VB法とMO法のちがいについての説明を、水素分子についての例で教えてください。

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A 回答 (1件)

数式については量子化学の教科書などにたくさんでていますので、ここではその意味するところについて書きますね。



VB法では、水素分子をA-Bとし、Aという原子に属する電子をHaと書くと、Haと原子核Aとの相互作用、Haと原子核Bとの相互作用を考慮します。同様にHbについてもそれぞれの相互作用を考え、さらに核間反発A-Bを考えます。このように、水素原子A,Bについて、それぞれの電子ー原子核相互作用を考慮し、方程式を立てて計算するわけです。

一方、MO法ではA-Bについて始めから原子Aと原子Bからひとつの分子の軌道を作成し、そこに電子を入れて分子軌道を作ります。その結果、方程式を解くと結合性軌道を半結合性軌道が作成されます。

このように軌道の作り方が違うのだと思います。
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Q原子価結合法と分子軌道法

原子価結合法と分子軌道法の違いが
いまいち分かりません。
数式ばかり並べられているのを見ても
どこがどう違うのかを言葉でうまく表現出来ません。
本なども読んでみたのですが、どれも難しすぎて、明確にどこがどう違うのかが分かりません。
どなたか分かりやすく、これらの違いを説明してくださいませんか?

Aベストアンサー

レスが付かないようなので、一言。
このサイトのココ↓
http://okwave.jp/kotaeru.php3?q=561839
に大変詳しく、分かりやすい解説が載っていますよ。一度ご参照してみてください。

参考URL:http://okwave.jp/kotaeru.php3?q=561839

Q一重項酸素と三重項酸素の違いを簡単に教えてください

一重項酸素と三重項酸素の違いが知りたいです。
量子力学で習うスピンという物が重要とはわかっているのですが量子力学は習ってないのでスピンというものがわかりません。
一重項酸素の方が反応性が高いということでエネルギーが高いというのは知っているのですが、根本的な違いがわかりません。たとえばルイスの電子構造式で表したら同じなのでしょうか???
どなたか簡単に説明していただけませんか?
お願いします。

Aベストアンサー

基本的に「量子化学無し」で一重項と三重項を区別するのは「無理」です。
#2のお答えが最も適切だと思いますが、正しくは三重項酸素のルイス構造は、三重結合がある、
 ‥  ‥
・O:::O・
となり、オクテットからはずれています。
両方の酸素にある不対電子が「縮重軌道」に関する「フント則」により同方向に揃って「反結合軌道」に入っているため、1/2+1/2=1のスピンを持ち、三重項となります。また反結合軌道に二つの電子が入っているため三重結合の一結合分が「無効」化されます。
一重項の酸素一番下の構造はルイス構造で描くと、
 ‥  ‥
・O:::O(・)
になります。カッコ内の電子はさらに高い順位へ昇っています。その場合「縮重」が解けて「フント則」が適用されなくなり不対電子二つが逆平行になるため、1/2+(-1/2)=0、となり一重項になります。
と、このように量子化学を使わないと全然意味が分かりません。

Q結合性軌道と反結合性軌道とは?

結合性軌道と反結合性軌道とはどういうものなのでしょうか?
調べてみたのですが少し専門的で理解できませんでした。
初心者にも分かる程度にご教授お願いいたします。

また、「水素の分子軌道において、基底状態では反結合性軌道に電子が含まれない」ということも合わせて教えていただけるとうれしいです。

Aベストアンサー

分子の化学結合理論で、分子軌道法という理論の中で使われます。
文だけで分かりづらいと思うので画像をご覧ください。

まず、簡単に水素原子2つから水素分子1つができる過程を考えます。
それぞれの水素は1s軌道に電子を1つずつ持っています。
この2つの1s軌道は相互作用し、エネルギーの異なる2つの軌道ができます。
このときエネルギーの低い方の軌道は、2つの軌道の電子波の位相(波動関数の符号)を合わせて重なります。
すると重なった部分(2つの原子間)の電子密度が高くなり、この軌道の電子は2つの原子核を引き寄せ結合を生成しますから、「結合性軌道」と呼ばれます。
しかしエネルギーの高い方の軌道では、2つの軌道の電子波は位相を逆向きにして重なるのです。
すると、重なった部分の電子密度は低くなり、2つの原子間とは反対方向の電子密度が高くなります。
結果、この軌道はそれぞれの原子を結合とは逆向きに引き離し、結合を破壊する性質を持つので「反結合性軌道」と呼ばれます。

水素分子H2では、このように2つの1s軌道から結合性軌道・反結合性軌道ができます。
電子は合わせて2つです。パウリの原理に従い、エネルギーの低い軌道から電子を詰めていくと、2つの原子はどちらも結合性軌道に位置します。
反結合性軌道には電子は入っていません。

結合次数は (結合性軌道中の電子 + 反結合性軌道中の電子)/2 で求められます。水素分子の結合次数は1となります。
水素分子の結合は単結合である、ということに一致していますね。

分子軌道法はこのように考えます。

分子の化学結合理論で、分子軌道法という理論の中で使われます。
文だけで分かりづらいと思うので画像をご覧ください。

まず、簡単に水素原子2つから水素分子1つができる過程を考えます。
それぞれの水素は1s軌道に電子を1つずつ持っています。
この2つの1s軌道は相互作用し、エネルギーの異なる2つの軌道ができます。
このときエネルギーの低い方の軌道は、2つの軌道の電子波の位相(波動関数の符号)を合わせて重なります。
すると重なった部分(2つの原子間)の電子密度が高くなり、この軌道の電子は2...続きを読む

Qヤーンテラー効果について

ヤーンテラー効果について勉強したのですがよく分かりません。もし分かりやすく説明してくれる方がいればよろしくお願いします。

Aベストアンサー

Jahn-Teller効果ですか.むずかしいですよね~.ということで,「わかりやすく,イメージをつかむ」というのをモットーに(!?),ここではJahn-Teller効果の一例である「正方晶ひずみ」のお話をします.


正方晶ひずみをチョー簡単に言ってしまえば,
「Cu錯体がなぜ正方形配位型なのか」
を説明したものなのです.

じゃあ,なんでそうなるのっ?(古っ!)って思いますよね.そこで,結晶場理論をもとにこれを説明します.


そもそも,d錯体って,八面体配位であるか,四面体配位ですよね(ただ,四面体配位は例が少ないので省略します).例えば,Fe錯体なんかはたいてい八面体配位(配位子が6個)って教わりましたね.しかし,Cu錯体やPt錯体などはなぜか正方形の配位をとります.本来であれば,八面体配位をとったほうがよさそうな感じがしますよね.だって,FeとCuって電子が3つしか違わないから.

ここで,Jahn-Teller効果にもとづく正方晶ひずみという効果が生じてきます.これって何かというと,z軸方向の配位距離(金属と配位子との距離)が伸び,xy方向の配位距離が縮まるのです.つまり,八面体を横からグシャッとつぶして縦にビヨーンと引っ張った感じになります.

このような傾向は,d軌道の電子が多いほど起こりやすくなります.
こうやって,もしもz軸方向の配位距離が無限に伸びてしまったら?そう,z軸方向の配位子はどっかに飛んでいってしまい,結果として正方形状に並んだ4つの配位子だけが残ります.

つまり,「Cu錯体が正方形配位であるのは,八面体がひずんでz軸方向の配位子がなくなったからである」といえましょう.


しかし,「なんでd軌道の電子が増えるとz軸方向に伸びるの?」と思われますよね.これは電子軌道理論で説明できます.
八面体のときは,d軌道は3:2に分裂してますよね.低エネルギーで縮退している3軌道はdxy,dyz,dzxで,高エネルギーのそれはd(xx-yy),dzzです.さて,d軌道の電子が増えると,実は二重および三重に縮退していた軌道が分裂して,2:1:1:1とこま切れになってしまいます.具体的には,z因子を含む軌道(dyz,dzx,dzz)の3つのエネルギーが低下します.(なんでそうなるのかについてはムズカシイので省略させてください)


う~ん,なにやらムズカシイお話になってしまいましたね.
でも,「d軌道の縮退が変化する=配位の形も変化する」ということはなんとなく予想できますよね.これを理論的に説明したのがJahn-Teller効果です.


こんな稚拙な説明でわかっていただけたでしょうか.
もし,「この文章のここがよくわからない」などがありましたら,補足をお願いいたします.また,これ以上の内容についてはShriver(シュライバー)著『無機化学』p.354あたりに書いてあるので,そちらをご覧ください.

Jahn-Teller効果ですか.むずかしいですよね~.ということで,「わかりやすく,イメージをつかむ」というのをモットーに(!?),ここではJahn-Teller効果の一例である「正方晶ひずみ」のお話をします.


正方晶ひずみをチョー簡単に言ってしまえば,
「Cu錯体がなぜ正方形配位型なのか」
を説明したものなのです.

じゃあ,なんでそうなるのっ?(古っ!)って思いますよね.そこで,結晶場理論をもとにこれを説明します.


そもそも,d錯体って,八面体配位であるか,四面体配位ですよね(ただ,四...続きを読む

QL体とD体

糖はD体、アミノ酸はL体の異性体で構成されますが、異性体のD体とL体の見分け方を教えてください。

Aベストアンサー

 構造式を見てDとLを見分ける方法についての質問と解釈して解答します。
 D、L表示法は糖やアミノ酸の絶対配置が求められる以前からある表記法です。(+)-グリセルアルデヒドにD、(-)-グリセルアルデヒドにLを接頭 辞としてつけます。DかLか見分けたい化合物(糖やアミノ酸)に含まれる不斉炭素のうち、IUPACルールにおいて最も番号の大きい不斉炭素の絶対配置がD-(+)-グリセルアルデヒドと等しい場合にD体とし、L-(-)-グリセルアルデヒドと等しい場合をL体とします。因みにD-(+)-グリセルアルデヒドはFischer投影式において、上がCHO、右がOH、左がH、下がCH2OHとなる構造です。
 もうひとつ言っておくと、L体の糖やD体のアミノ酸もちゃんと存在します。血液型を決める多糖の構成成分にはL-フコースがあり、哺乳動物の脳にはD-セリンとD-アスパラギン酸が存在し、脳の高次機能に関係しているのではないかと考えられています。

QMO法とVB法の差について

大学の化学の講義で分子軌道法(MO法)と原子価結合法(VB法)を習いました。
そこで、課題を出されたのですが、さっぱりわかりません。私は高校で化学の授業をとっていなかったので初心者です。独学で頑張っていますが、そんな私にもわかるように回答をお願いします。

「MO法とVB法の差を、水素分子の場合について考える」

という課題です。協力お願いします。

Aベストアンサー

高校の化学では量子力学のほんのサワリくらいやりますが、大学では一から仕切り直しだと思ってください。高校で化学をやったかやらなかったかはあまり関係なく、言うなれば「全員が初心者」です。(現に私も高校で化学を選択していない一人です)

【おさらい】
(1)巨視的世界の運動がNewtonの運動方程式で支配されるように、微視的世界の運動はSchroedinger方程式で支配される。
(2)微視的世界では粒子の位置を時々刻々追い掛けることはできない。それに代えて「波動関数」という概念が使われる。(ここが巨視的世界の力学と大きく異なる点でとっつきにくいですが、そのようなものだと割り切って先に進んでください。後から少しずつ分かってきます)
(3)「波動関数」に物理的な姿を敢えて与えるなら、原子核などのまわりにもやーっと広がった雲のようなものが近い(電子の場合、電子雲などといいます)。雲が濃い個所は粒子の存在確率が高い場所、雲が薄い場所は存在確率が低い場所である。

まず上記のことを理解してください。(必要に応じ教科書なりノートなりを読み返してください。ここが分かっていないとVBもMOもおそらく理解できないでしょう)

【水素原子】
その次の段階として水素原子の波動関数を習ったと思います。極座標系に座標変換し、変数分離を行い、Legendreの陪多項式やLaguerreの陪多項式を使って解を表し・・・と言った具合に求めます。この計算は独りでスラスラできるようになる必要は全くなく、「こういう手順で解いていくんだな」という流れだけ覚えておけば十分です。
ただし結論だけは覚えておいてください。水素原子中の電子がとることのできる状態は1s, 2s, 2p,...といった種類に限定されていて、状態に対応する波動関数(オービタル)が存在し、それぞれにエネルギー(エネルギー固有値)が定まっているということです。

【水素分子】
さて水素原子の波動関数が終わると次は水素分子の波動関数に進みます。水素分子の波動関数について習うと「なぜ水素原子は共有結合で結びついて水素分子となって存在するのか」ということが分かります。
ところでSchroedinger方程式を厳密に解くことができるのは水素原子(原子核1個、電子1個)についてだけです。それ以外のものでは厳密解は得られません。水素原子の次に簡単な水素分子ですら波動関数を正確に求めることはもはや不可能なのです。(解析的に積分ができないということでなく本質的に解けない問題なのです。多体問題といいます)
そこで水素原子以外の原子や分子については何らかの近似を行ってSchroedinger方程式を解きエネルギーを求めます。代表的な近似法がVB法とMO法です。水素分子の場合、どちらも近似の出発点は水素原子のオービタルです。

【VB】
VBはHeitler-London法(以下HL)に基づく技法です。

 / ̄\   / ̄\
| ● | | ● |
 \_/A  \_/B

図で●は原子核、その周りの輪はオービタルだと思ってください。表現の限界からオービタルを線で描きましたが、実際にはもやもやと広がった雲のようなものですから誤解のありませんよう。

HL法では水素分子の波動関数を以下のように考えます。
まず最初に、二つの水素原子Aと水素原子Bが十分に離れていて相互作用がない場合のことを考えます。電子にも番号を付け、電子1が水素原子Aの、電子2が水素原子Bの周りのどこかに存在するとします。電子1の位置をr1、電子2の位置をr2で表します(r1, r2は座標なのでx, y, zの3成分を持ちます)。
この系全体の波動関数ψ(r1, r2)はどうなるでしょうか? 電子1が原子Aのオービタルにあり電子2が原子Bのオービタルにあるならば
ψ(r1, r2)=φA(r1)×φB(r2)   (1)
と表されます。ここにφAは水素原子Aの波動関数(オービタル)、φBは水素原子Bの波動関数です*1。φAとφBは同じ形の関数ですが、空間的な場所はずれています。

次に二つの原子を接近させます。この時の波動関数はどう変わるでしょうか。一見(1)のままの
ψ1(r1, r2)=φA(r1)×φB(r2)  (2a)
でよいように思えますが、今度は電子2がφAの状態にあり電子1がφBの状態にあることも生じてきます。(電子の非個別性・・電子は区別できない・・によります)。すなわち
ψ2(r1, r2)=φA(r2)×φB(r1)  (2b)
も平等に扱ってやらねばなりません。
従って水素分子の波動関数は
ψ(r1, r2)=c1 ψ1(r1, r2) + c2 ψ2(r1, r2)  (3)
と置くのがよさそうです。これは(2a)の状態と(2b)の状態をよく混ぜた状態、と言えます。なおc1とc2は定数です。また(2a)と(2b)は等価な状態ですからc1とc2の絶対値は等しいと考えるのが自然です(どちらかの状態だけが全体の波動関数ψに強く反映されるのはおかしい)。
すると(3)は新たな定数cを用いて
ψ(r1, r2)=c{ψ1(r1, r2) + ψ2(r1, r2)}  (4a)
ψ(r1, r2)=c'{ψ1(r1, r2) - ψ2(r1, r2)}  (4b)
と表すことができます。(c1=c2かc1=-c2かで2種類の式が出てくる)
cの値は、全空間で|ψ|^2を計算してちょうど1になるように(規格化)決めます。その細かい計算法は今は必要ないので省略します。必要であれば教科書で見てください。
この(4)をSchroedinger方程式
Hψ=Eψ  (5)
に放り込むとエネルギーEの値を求めることができます。(4a)(4b)の二つの式がありますから(5)ではそれぞれの場合を分けて計算する必要があります。
結論だけ書くと(4a)では結合していない状態に比べて全体のエネルギーが下がり、(4b)だと上がります。すなわち(4a)の状態に二つの電子が入った場合、原子がバラバラに存在するよりエネルギー的に安定となり水素分子が形成されることになります。

【MO】

 / ̄\_/ ̄\
| ●   ● |
A\_/ ̄\_/B


最初から分子全体に広がったオービタルを考えます。このときのオービタルはそれぞれの水素原子のオービタル(φAおよびφB)の線形結合だと仮定します。すなわち
φ(r)=c1 φA(r) + c2 φB(r)  (7)
とします。
電子はどちらかの原子に偏って存在することはないので、
c1=±c2  (8)
とするのが妥当です。(要するにc1とc2は絶対値が等しい)
水素分子全体の波動関数ψ(r1, r2)は
ψ(r1, r2)=φ(r1)×φ(r2)  (9)
なので、(7)(8)を代入して
ψ(r1, r2)=c[{φA(r1)φB(r2)+φA(r2)φB(r1)} + {φA(r1)φA(r2)+φB(r1)φB(r2)]  (10a)
ψ(r1, r2)=c[ -{φA(r1)φB(r2)+φA(r2)φB(r1)} + {φA(r1)φA(r2)+φB(r1)φB(r2)]  (10b)
を得ます。cは新たな定数です。全空間に亘って|ψ|^2を積分して1になるようにcは決められます。
VBの場合と同様、Schroedinger方程式(5)にそれぞれを放り込むとエネルギー固有値Eを求めることができます。これも結論だけ書くと(10a)の方は系全体のエネルギーが下がり、(10b)だと上がります。VBの場合と同様、水素原子としてバラバラに存在するより結合して水素分子になったほうが安定という結論が導かれます。

【MOとVBの違い】
MOでもVBでも水素分子の形成を説明することはできました。
さてそれぞれの波動関数の近似法を精査すると分かるのですが、VBでは「どちらか一つの原子のオービタルに両方の電子が入っている」状態が考慮されていません。しかし現実にはそのような状態はあり得るわけで、その分も計算に含める必要があります。
一方、MOはその影響を過大に取り入れています。どちらか片方の原子のオービタルに両方の電子が入る確率は、両方の原子のオービタルに分散して入る確率より低いと予測されますが、これを同等に扱っています。
式で具体的に見てみましょう。VBでのψの試行関数は
ψ=c{φA(r1)φB(r2)+φA(r2)φB(r1)}  (11)
一方、MOでのψの試行関数は
ψ=c'[{φA(r1)φB(r2)+φA(r2)φB(r1)}+{φA(r1)φA(r2)+φB(r1)φB(r2)}]  (12)
でした。cおよびc'は規格化のための定数です。
2つの式で前半は同じですが、後半の{φA(r1)φA(r2)+φB(r1)φB(r2)}の項(両方の電子が片方の原子に入っている状態、イオン項などとも言う)がVBでは全く入っておらず、一方でMOでは前半の{φA(r1)φB(r2)+φA(r2)φB(r1)}と対等の扱いで入っています。これがMOとVBの大きな違いです。
このイオン項の取り入れ方を工夫するとよりよい近似になると考えられます。実際、変分原理*2を用いてイオン項の取り入れ方を調節するとエネルギー固有値はさらに下がり、原子間距離も実測値により近い解が得られます。

そのほか水素分子の場合に限らずVBとMOの違いを比較すると以下のようになります。
VB:
分子の構造や性質を定性的に調べるのに向く。
各原子の最外殻不対電子が、共有結合を作る価電子となると考える。

MO:
定量的計算に向く。
最初から、分子全体に広がったオービタルで考える。
内殻電子を計算に入れることも容易にできる。

上記は本来なら大学の授業何回分かをかけて説明される内容であり、この限られたスペースで全てを伝えるのは難しいものです。なんとか特急コースで説明しましたが、上記の説明で分からなければkyon1110さんご自身でもう一度教科書を読み返してください。(私の説明も完全に自信があるわけでありませんので)

*1 いずれも基底状態として1s軌道のみを考えます。以下特に断らない限り1s軌道について考えます。
*2 近似された波動関数が真の波動関数(基底状態)に近いほど、エネルギー固有値を計算した時に低い(安定な)エネルギー値を与える、という原理です。従って試行関数に含まれるパラメータを変化させながらエネルギー固有値を求めた場合、エネルギーがもっとも小さくなった時のパラメータが最善のパラメータ、ということになります。

高校の化学では量子力学のほんのサワリくらいやりますが、大学では一から仕切り直しだと思ってください。高校で化学をやったかやらなかったかはあまり関係なく、言うなれば「全員が初心者」です。(現に私も高校で化学を選択していない一人です)

【おさらい】
(1)巨視的世界の運動がNewtonの運動方程式で支配されるように、微視的世界の運動はSchroedinger方程式で支配される。
(2)微視的世界では粒子の位置を時々刻々追い掛けることはできない。それに代えて「波動関数」という概念が使われる。(ここが巨視的...続きを読む

Q~Valence Bond Theory~ (VB理論)

VB理論ってのがよくわかりません。
例えばCH4(メタン)はどうして四面体型になるんでしょう?
中心の炭素原子の、2s軌道の電子が1つが2p軌道に昇位してsp3混成に
なるんですよね??と言うことは、

s軌道(球形)+p軌道(アロー形)×3=四面体???

確かになってるような気はしますが・・・。
3つのp軌道が、それぞれ四面体の頂点の向きに出てるのでしょうか?

そもそも、何故s軌道にあった電子がp軌道に昇位するのか・・・。
う~ん。わかりません。どなたか教えて下さい。m(_ _)m

Aベストアンサー

物理屋の siegmund です.

> 実はまだ高校3年生ですので・・・。

意欲十分ですね.
質問文やお礼にもそういうことが行間ににじみ出ているみたいで,
皆さんの回答も熱心で好意的ですね.
こういうの好きだな~.

rei00 さん:
> siegmund さんお久し振りです。呼ばれたような気がしてやって来ました。
rei00 さんのご回答はよく拝見しています.
前の混成の明解な話は私にも勉強になってよく記憶に残っています.
そういうわけで,参考URLに書きました.
呼んだような気もします.というか,呼んでますね(^_^).

物理屋としての立場からちょっと書かせていただきます.

> 何故s軌道にあった電子がp軌道に昇位するのか・・・。

たしかにそこだけ考えればエネルギー的に損をします.
しかし,こういう軌道のエネルギーの概念は
孤立した原子に対して(厳密には水素型原子に対して)成り立つもので,
分子を考えるときは分子全体でエネルギーが一番低くなるように
しなければなりません.
確かに電子がp軌道に昇位すれば,炭素原子核との間のエネルギーは損をします.
しかし,sp3混成を作ることによって水素原子との結合エネルギーを得し,
しかも電子同士のクーロン斥力によるエネルギー損を避けることができます.
sとpの混成軌道の電子密度等高線は!マークの様な形をしていますので
(下の・が原点付近)
sp2 混成(!が3本)なら,平面上に互いに120゜の角をなすのが一番電子が離れます.
sp3 混成(!が4本)なら,正四面体状になる(互いの角は約108゜)のが
一番電子が離れます.
こういうことによるエネルギーの利得が昇位によるエネルギー損を
上回ったと言うことです.
結局「損して得取れ」ということになっています.

> 波動関数を計算しないで形を予測することもできるんですかね?
メタンの場合は rei00 さんが書かれているように,
異性体が存在しないという実験事実と組み合わせて,
うまい予測ができました.
では,適当に元素を組み合わせた化合物がどんな構造を取るかを
予測できるかというと,これはなかなか難しい.
構成元素が違えば状況が違って,先程の「損して得取れ」が
「損して損した」になったりします.
化合物まで行かないでも,炭素単体でもいろいろな状態があり,
無定型,グラファイト(黒鉛),ダイヤモンド,
最近は,フラーレン,カーボンナノチューブ,などいろいろな形があります
圧力,温度,などにより安定な状態が微妙に変化するわけで,
そこら辺を理論的に予測するのは至難の業です.
こういう方面の計算を第一原理的計算,
あるいは ab initio(アブイニシオ)法とよく呼んでいます.

物理屋の siegmund です.

> 実はまだ高校3年生ですので・・・。

意欲十分ですね.
質問文やお礼にもそういうことが行間ににじみ出ているみたいで,
皆さんの回答も熱心で好意的ですね.
こういうの好きだな~.

rei00 さん:
> siegmund さんお久し振りです。呼ばれたような気がしてやって来ました。
rei00 さんのご回答はよく拝見しています.
前の混成の明解な話は私にも勉強になってよく記憶に残っています.
そういうわけで,参考URLに書きました.
呼んだような気もします.というか...続きを読む

Qメチルオレンジ(アゾ染料)の合成について

メチルオレンジの合成において、
ジアゾ化に   スルファニル酸,亜硝酸ナトリウム,塩酸,炭酸ナトリウム

カップリングに ジメチルアニリン,氷酢酸,ジアゾ化で生成したジアゾニウム塩 
        (P-ジアゾベンゼンスルフォン酸かな?),水酸化ナトリウム

を用いたのですが、ジアゾ化の炭酸ナトリウムとカップリングの氷酢酸の役割がどうしても分からないので教えて下さい。
できれば、ジアゾ化とカップリングの反応式が有ると分かり易くて有りがたいです。
お願い致します。

Aベストアンサー

 
ANo.#1 で補足要求した rei00 です。

【ジアゾ化の炭酸ナトリウム】
 ume_pyon さんの回答にある様に,「水に溶けにくいスルファニル酸の-SO3Hを-SO3Naにして、水に可溶にするため」です。
 「The Merck Index Tenth Edition」によると,スルファニル酸は難溶で,40 ℃でも 1.94 w/w% しか水に溶けません。また,他の有機溶媒でも適当なものがありません。

【カップリングの氷酢酸】
 この場合もジアゾ化の生成物(p-ジアゾベンゼンスルフォン酸)が冷水には難溶で,温水や塩基,酸には溶けます(上記の「The Merck Index Tenth Edition」より)。しかし,水が共存するとフェノ-ルの副生が伴います。したがって,非水溶性の酸である酢酸を溶媒として使用しているのでしょう。


> 一度-SO3Hから-SO3Naになって、また-SO3Hに戻ったのでしょうか???

 その通りです。最初炭酸ナトリウムで溶解した時点では,ナトリウム塩になっています。反応に際して塩酸を加えますね。この時点で反応液は酸性になり,ナトリウム塩が酸型になります。

 

 
ANo.#1 で補足要求した rei00 です。

【ジアゾ化の炭酸ナトリウム】
 ume_pyon さんの回答にある様に,「水に溶けにくいスルファニル酸の-SO3Hを-SO3Naにして、水に可溶にするため」です。
 「The Merck Index Tenth Edition」によると,スルファニル酸は難溶で,40 ℃でも 1.94 w/w% しか水に溶けません。また,他の有機溶媒でも適当なものがありません。

【カップリングの氷酢酸】
 この場合もジアゾ化の生成物(p-ジアゾベンゼンスルフォン酸)が冷水には難溶で,温水や塩基,酸には溶けます...続きを読む

Q無機化学での「遮蔽」の意味いついて

今まで大学四年間で「遮蔽」という言葉を耳にしてきましたが、はっきりとどういう意味か分かっていないことに気づきました。簡単に言うとどういう意味でしょうか?ランタノイド収縮の説明に遮蔽効果が使われますが、理解してから使いたいので質問させていただきました。
調べてもNMRに関連づけてあったり、物理っぽかったので理解できませんでした。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

原子核は正電荷をもっており、その周りに負電荷をもつ電子が存在しています。
そうすると、原子核の正電荷が、周りにある電子の負電荷によってある程度遮られます。
つまり、原子核の正電荷がすべて外に伝わるのではなく、その一部が電子の負電荷によって打ち消されます。これが「遮蔽」の意味です。

たとえば、内側にある電子殻の電子は、原子核のすべての正電荷による引力を受けますが、外側の電子殻にある電子が受ける引力は遮蔽によって弱められています。

種々の原子軌道のうちで、どれが内側にあり、どれが外側にあるかと言うことによって、遮蔽効果の大きさは変わってきます。原子核の電荷と、遮蔽されずに最外殻電子に届く正電荷の大きさが、原子のサイズに影響を及ぼします。
こういった理屈がランタノイド収縮の説明に用いられているはずです。

Q【10の13乗】って英語でどう読むのですか?

【10の13乗】って英語ではどう読めばいいのでしょうか。

これにかかわらず指数の英語での読み方を教えてください。宜しくお願いします!

Aベストアンサー

こういうのは乗数とか累乗というのでは?
xのn乗は、x to the nth powerといいます。
2乗はsquared(5の2乗はfive squared),3乗はcubed(7の3乗はseven cubed)ともいいます。

『これを英語で言えますか?』講談社 は、他にも数式の読み方なども載っていますよ。


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