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解離エネルギー、結合エネルギー、イオン化エネルギーの違いとは何ですか?
また、金属のこれらの値が載っているサイトや本があれば教えてください!
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A 回答 (1件)

結合エネルギーとイオン化エネルギーは全く違います。


結合エネルギーというと、たとえばH3C-CH3という分子(エタン)があったとして、このC-C結合が均等に解裂する場合に必要なエネルギーがC-C単結合の結合エネルギーです。
ようするに、共有結合が均等に切れて(ホモリシス)、二つのラジカルができるときに必要なエネルギーです。

一方、H3C-CH3のイオン化エネルギーというと、この分子から電子を一個飛ばしてエタンのラジカルカチオンを作るときに必要なエネルギーです。
H3C-CH3 -> [H3C-CH3]+ + e^- (ラジカルのドットが打てないorz)

解離エネルギーというともっと広い意味の用語ですね。
たとえば、CH3-IからCH3(メチル)とI(ヨウ素原子)に解離する場合の解離エネルギーといったら、これはC-I単結合の結合エネルギーになります。
また、このように均等解裂する場合ではなく、イオン的に解裂する場合でも、分子の中のある部分の解離エネルギー、と言うことはあるでしょう。

イオン化エネルギーでよければ、Wikipediaでそれぞれの金属を調べても載っていると思います。
結合エネルギーだと・・・?
金属の状態(価数とか、結晶なのか錯体なのかetc)でも変わるでしょうし。ちょっと分かりません。
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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蒸気圧ってなに?

高校化学IIの気体の分野で『蒸気圧』というのが出てきました。教科書を何度も読んだのですが漠然とした書き方でよく理解できませんでした。蒸気圧とはどんな圧力なのですか?具体的に教えてください。

Aベストアンサー

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できます。
また、油が蒸発しにくいのは油の蒸気圧が非常に低いためであると説明できます。

さきほど、常温での水の飽和蒸気圧が0.02気圧であると述べましたが、これはどういう意味かと言えば、大気圧の内の、2%が水蒸気によるものだということになります。
気体の分圧は気体中の分子の数に比例しますので、空気を構成する分子の内の2%が水の分子であることを意味します。残りの98%のうちの約5分の4が窒素で、約5分の1が酸素ということになります。

ただし、上で述べたのは湿度が100%の場合であり、仮に湿度が60%だとすれば、水の蒸気圧は0.2x0.6=0.012気圧ということになります。

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できま...続きを読む

Q結合エネルギーの計算方法について

結合エネルギーの計算の過程で、
例えばNH₃の結合エネルギーの計算をしようとしたらN-Hが3つあるから~~って言うのを知っていないといけませんよね?

現在自分は高校二年生なのですが学校の化学で詳しく、

     ○
   / | \
  ○ ○ ○
↑みたいのをやっていないのでよくわかりません。
やっぱりあらかじめ知っていないと結合エネルギーの計算は解けないものなのでしょうか?

Aベストアンサー

分子全体での結合エネルギー(の総和)を考えようとしているのでしょうか?
そうだとしたら、質問者さんが考えるように、分子内での結合の様子が完全にわかっていないと、分子の結合エネルギーを調べることはできません。

構造式(貼付図参照)を学習しましたか?分子内における構成原子同士の結合の様子は、構造式を見るとわかります。
構造式には、
◎分子内の、どの原子が、どの原子と結合しているか。
 原子間を結んでいる線(価標と呼ばれています)で、結合し合っている原子を表していま
 す。
◎その結合はどのような結合か。
 価標が1本で表される"単結合"、価標が2本になっている"二重結合"、価標が3本になっ
 ている"三重結合"などの種類も示されています。

上記のような情報が描かれています。
なお、結合し合っている原子がどれとどれかなどの情報は正しく示されていますが、原子同士が互いにどんな方向にあるかは、不正確です(立体を平面で表すなど、無理して描いているところがあるからです)。

結合エネルギーの値は、実験などをから調べられています。
N-H の結合エネルギーは、約386kJ ですが、これは、1モルの N-H 結合 を切ってN,Hが自由になるために必要なエネルギーです。
そのほかにも、H-C 結合では約411kJ、C=O 結合では799kJ になっています。

(面倒なことには、同じ結合でも、どんな分子内での結合かで、数値は若干違っているようです。)

貼付図のアンモニア分子では、N-H (窒素と水素とが単結合している)結合が3カ所見られます。
1モルの アンモニア分子を壊して、構成原子にバラバラにするには
386×3=1158kJ
が必要ということになります。

ホルムアルデヒドを分解するには、
411×2+799=1621kJ
を要することがわかります。

なお、逆に、1モルのC,2モルのH,1モルのOを集めてきて、適切に結合させてホルムアルデヒドを合成できたとすると、その全過程で放出される熱量は、1621kJとなる、と考えることもできます。

分子全体での結合エネルギー(の総和)を考えようとしているのでしょうか?
そうだとしたら、質問者さんが考えるように、分子内での結合の様子が完全にわかっていないと、分子の結合エネルギーを調べることはできません。

構造式(貼付図参照)を学習しましたか?分子内における構成原子同士の結合の様子は、構造式を見るとわかります。
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◎分子内の、どの原子が、どの原子と結合しているか。
 原子間を結んでいる線(価標と呼ばれています)で、結合し合っている原子を表していま
 す。
◎その結合...続きを読む

Q活量について。

大学でアトキンス物理化学を勉強しているんですが、今一つ活量の持つ意味が良くわかりません。これから結構でてくるようなのでだれか教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

活量と濃度について
濃度は物質収支から考えたもの。つまり測りとった量
からmol/lなどに変換したもの。
活量は
実際水溶液などで有効に働いた分の濃度。つまり
実際ある反応の中で有効に働いた分のことです。

実際普通実験ではじめ使うのは濃度です。けれどもその濃度が全て反応に関わるのじゃなくて幾分かはロスするのです。
活量=α×濃度で表されるように濃度と活量は希釈した
溶液とか理想溶液のときとかしか同じにならないのです。
高濃度の時は全てが反応に関わる(=活量)とは
かんがえにくいでしょ。

そしたら活量は見えないのかということになりますが、
測定などで出てきたデータは全て活量なのです。
有効に使われた(働いている)ものの濃度を測りとって
います。濃度は小学生的な測り取りだけで出したものですが活量は実際有効に働いた濃度という実に意味のある
値なのです。
重要なのは述べてきたとおり活量なのでこれから
学ぶ際は濃度ではなくて活量という形ででてくること
とおもいます。けど、そんなに意味は違わないので
意味合いさえわかっていてもらえば濃度と一緒に
考えてもらって十分だと思います。
いかがでしょう?

活量と濃度について
濃度は物質収支から考えたもの。つまり測りとった量
からmol/lなどに変換したもの。
活量は
実際水溶液などで有効に働いた分の濃度。つまり
実際ある反応の中で有効に働いた分のことです。

実際普通実験ではじめ使うのは濃度です。けれどもその濃度が全て反応に関わるのじゃなくて幾分かはロスするのです。
活量=α×濃度で表されるように濃度と活量は希釈した
溶液とか理想溶液のときとかしか同じにならないのです。
高濃度の時は全てが反応に関わる(=活量)とは
かんがえにくい...続きを読む

Q長さの単位であるAの上に丸がついた記号は何mですか。

こんばんは。Aの上に丸がついた単位をよく見ますが、これは「オームストローム」のことでしょうか。違うのであればこの単位をメートルに直したときどのような値をとるのか教えてください。

Aベストアンサー

この答えでいいのでしょうか。

☆Å(オングストローム/angstrom) 
長さの補助単位。
10の-10乗=百億分の1メートル。電磁波の波長測定や、原子物理学・結晶学・分子学などで用いる。
記号 Å または A で表す。
スウェーデンの物理学者オングストレームの名にちなむ。

参考URL:http://www.sun-inet.or.jp/~nao2/jiten/sonota.htm

Q発光強度の単位は

分光計測器で分光分布の波形を得ました。グラフの横軸は波長で、
単位は[nm]なんですが、縦軸の発光強度の単位が解らないので質
問しました。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

一般的に単位はありません。
吸光、蛍光、フォトン数など濃度に対する相対強度
ですので表示するのであれば、強度(intensity)でしょう。

QXPS(ESCA):Ga2p1/2,3/2、この1/2,3/2とは?

こんにちは、XPSに関して質問があります。

pやd軌道からのピークになると、1/2,3/2といった
添え字がつき、ピークも比較的近接した二つに分離されています。
この1/2や、3/2って一体なんなのでしょう?
d軌道やf軌道になると、5/2,7/2といったふうに分子が
大きいものまであるようですが、どういう意味を持っている
のか分かりません。
電子のスピンと関係があるのでしょうか?
分からずに困っています。ご教授宜しくお願いします。

Aベストアンサー

#1ですが、まだ締め切られていないようなので。

スピン・軌道相互作用についてわかりやすく(というか古典的に)説明してみようと思います。(教科書に書いてあったのを引用するだけです。正確には相対論的量子論とかディラック方程式が必要になるようです。)

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1735309
で薦めた「スピンはめぐる」という本にもたしか書いてありました。

まず軌道角運動量とスピン角運動量ですが、軌道角運動量は、その角運動量で電子は原子核の周りを回っていると例えられます。電子から見れば原子核が回っているように見えますが、ビオサバールの法則により磁場ができます。

一方、スピン角運動量とは電子の自転の角運動量に例えられますが、電子というのは小さな磁石で、その磁場の向きを表します。

原子核が作った磁場(実際には電子の軌道角運動量による磁場)に対して、電子のスピンによる磁場がどちらを向くかでエネルギーが変わってくるので、そのエネルギーがスピン・軌道相互作用です。

一応ウィキペディアのURLも書いておきます。

それから、、、
> 平行と反並行で、反並行の状態が結合としては安定なので、反並行のピーク位置は、高エネルギー側に現れる訳ですね。

これは厳密には誤りですね。例えばGa2p軌道の6つの電子のエネルギーはすべて縮退していて、平行も反平行もありません。そこから電子を1つ取り出すのに、取り出し方で取り出した後の終状態のエネルギーが変わってくるのです。ややこしいですが、、、

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%94%E3%83%B3%E8%BB%8C%E9%81%93%E7%9B%B8%E4%BA%92%E4%BD%9C%E7%94%A8

#1ですが、まだ締め切られていないようなので。

スピン・軌道相互作用についてわかりやすく(というか古典的に)説明してみようと思います。(教科書に書いてあったのを引用するだけです。正確には相対論的量子論とかディラック方程式が必要になるようです。)

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1735309
で薦めた「スピンはめぐる」という本にもたしか書いてありました。

まず軌道角運動量とスピン角運動量ですが、軌道角運動量は、その角運動量で電子は原子核の周りを回っていると例えられま...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。

QX線のKαって何を意味するのでしょう?

タイトルのまんまですが、XRD、XPSなどで使われる特性X線のCu-Kα線、Mg-Kα線のKαってなにを意味するものなのでしょうか?
ちょっと気になった程度のことなので、ご覧のとおり困り度は1ですが、回答もきっとそんなに長くならないんじゃないかと思うのでだれか暇な人教えて下さい。

Aベストアンサー

ちょっとうろ覚えなんですが。。。

X線は、フィラメント(主にタングステン(W)が用いられている)から電子を取り出し(加熱で)、それをX線を発生するターゲット(アルミニウム(Al)やマグネシウム(Mg)や銅(Cu))などに電子を衝突させて発生させます。
ターゲットとなる材料の電子軌道はそのエネルギ-準位がとびとびでかつ元素によって特有の値を持ちます。電子衝突によって飛び出した電子が仮にK殻の電子であったとします。K殻は他の殻(LやM)に比べて低いエネルギーにあるので、L殻やM殻の電子は安定した状態を保とうと、K殻へ落ち込みます。このとき(K殻のエネルギー)-(L殻のエネルギー)に相当するエネルギーがあまるので、これがX線となりこのエネルギーをもつX線が発生します。

そこで、potemkineさんの質問にあるとおり、Kαとかの命名法ですが、Kに相当するものは電子が衝突して飛び出した殻を示し、αは飛び出した殻に対していくつ外側の殻から電子が飛び出したのかを示すもので、1つ上からならα、2つ上ならβ。3つ上ならγといったようにあらわします。
例えば、K殻の電子が飛び出し、そこをM殻が埋めた場合(2つ上の準位)はKβ、L殻の電子が飛び出しそこをM殻が埋めた場合はLα
ちなみに下からK殻、L殻、M殻、N殻の順番です。

エネルギーや半値幅(エネルギーの広がり)の面から一般に用いられてるX線は、AlKα、CuKα、MgKαなどです。

ちょっとうろ覚えなんですが。。。

X線は、フィラメント(主にタングステン(W)が用いられている)から電子を取り出し(加熱で)、それをX線を発生するターゲット(アルミニウム(Al)やマグネシウム(Mg)や銅(Cu))などに電子を衝突させて発生させます。
ターゲットとなる材料の電子軌道はそのエネルギ-準位がとびとびでかつ元素によって特有の値を持ちます。電子衝突によって飛び出した電子が仮にK殻の電子であったとします。K殻は他の殻(LやM)に比べて低いエネルギーにあるので、L殻や...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。


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