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有機化学を大学で習っているのですが、いきなり最初の方で躓いてしまいました><
教科書に「巻矢印表記法を用いて、化合物の構造に寄与する共鳴構造式を書け」という問題があるのですがさっぱりわかりません。参考書等を調べてみてもさっぱりわからないので…どうか教えてください><

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A 回答 (3件)

巻矢印が電子対の移動を表しているということはわかりますか?


また、分子や原子の電子配置はわかりますか?つまり、Lewis構造式を正しくかけますか?

これらがわかっていなければ、共鳴構造式は書けません。逆にこれらがわかっているのであれば、教科書等の例を、その電子配置を考えながら、丁寧に見ていけば理解出来るはずです。

なお、原子の電荷を考える場合には、共有されている電子は共有している原子で等分し、孤立電子対は、それを有する原子のみに属すると考えて、その電子数を、その原子本来の電子数と比較することによって決定します。
上述の電子数が、その原子の本来の電子数よりも多ければ負電荷をもつことになり、少なければ正電荷をもつことになります。

また、共鳴構造式を考えるときには、炭素以外の原子から考え、炭素以外の原子において、ほとんどの場合、本来の結合数(酸素なら2、窒素なら3、ハロゲンならI)よりも、1本多い結合を作っていれば+、1本少ない結合を作っていればーの電荷をもつことになります。これは、上述の電子配置のことがわかっていれば明らかですけどね。

まあ、細かなノウハウはありますが、それは経験的に身につけることですね。

この回答への補足

>巻矢印が電子対の移動を表しているということはわかりますか?
>また、分子や原子の電子配置はわかりますか?つまり、Lewis構造式>を正しくかけますか?

それは大丈夫なんですが、例えばR-COOHの場合、なぜこのような共鳴構造が三つできるのかがわかりません。
結合の手から巻矢印が出てるものや電子から巻矢印がついてるものなどが次々出てきてわからないです…

補足日時:2007/05/23 00:32
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共鳴構造は「できる」というよりも、通常の構造式以外の構造式をひねり出すとでも言いましょうか、「無理にでも考える」というべきものです。


もちろん、原子の位置や電子の総数を変えてはならないという大原則はありますが。
上記の目的のために、通常の構造式で表記した場合に存在する孤立電子対を使って新たな結合を作ったり、二重結合におけるπ結合を切断し、その共有電子対を他の原子上に移したりした状態を「考える」ということです。それを考えるために、前者であれば、電子から原子間へと巻矢印を書きますし、後者であれば、結合から一方の原子(あるいは別の原子間)に巻矢印を書くことになります。

要は、共鳴構造式というのは仮想的なものであり、多くの場合、非常に多くの共鳴構造式を書くことが可能ですが、実際にはそれらのうちのごく一部を書くに過ぎません。つまり、数ある仮想的な構造式のうちで、化学的な常識に照らし合わせて、ある程度、理にかなっている(重要である、寄与が大きい、あるいは安定と思われる)構造式のみを選んで書いているということです。

R-COOHの場合であれば、それ以外に、R-C(O^-)=O^+HとR-C^+(-O^)OHの2種を書いているのでしょうが、前者のみを書いて、後者を寄与の小さい(つまり重要でない)共鳴形として切り捨ててしまう場合もあります。つまり、重要かどうかの判断基準とても、統一的な基準があるわけではありません。

ちなみに、巻矢印は、電子対の移動を説明する(あるいは理解する)ためのものであり、それを書かなければならないというわけではありません。念のため。
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この回答へのお礼

なる程!わかってきました。細かく説明してくださってありがとうございます!

お礼日時:2007/05/24 21:53

思うんですが...


今のうちに,先生のところに行って,わかるまで聞いた方がいいと思うんですけどね.
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この回答へのお礼

先生にも聞きに行ったんですがいまいちしっくりこなくて…

お礼日時:2007/05/23 00:30

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Q共鳴構造について

大学一年です。
共鳴構造の判断の仕方がわからないので質問します。

大学の先生から頂いたプリント(ボルハルトショアーの問題の解答が載っているもののコピー)には、以下のように書いてありました。

ALWAYS TRUE

3. Second-row atoms (i.e., up through neon) can never exceed an octet in their valence shell in any resonance form.

「第二周期の原子はどんな共鳴構造式においても8電子則を満たす。」ということだと思うのですが、教科書(ボルハルトショアー現代有機化学上)には、これに矛盾するような共鳴構造式が書いてありました。(下の画像)
これはどういうことなのでしょうか?

また、例えば、BrCNの共鳴構造式は(紙面上では)描くことができます。
[:::Br-C≡N: ⇔︎+::Br=C=N::-]
しかし実際には共鳴構造は存在しないそうです。
教科書には、共鳴構造式の描き方しか載っていないので、ある化合物が共鳴構造を持つかどうかの判断の仕方を教えてください。

大学一年です。
共鳴構造の判断の仕方がわからないので質問します。

大学の先生から頂いたプリント(ボルハルトショアーの問題の解答が載っているもののコピー)には、以下のように書いてありました。

ALWAYS TRUE

3. Second-row atoms (i.e., up through neon) can never exceed an octet in their valence shell in any resonance form.

「第二周期の原子はどんな共鳴構造式においても8電子則を満たす。」ということだと思うのですが、教科書(ボルハルトショアー現代有機化学上)には、これに矛盾するような共...続きを読む

Aベストアンサー

>「第二周期の原子はどんな共鳴構造式においても8電子則を満たす。」ということだと思うのですが、
違います。8電子を超えないという意味です。つまり、8以下であればよいというだけで、6でもかまいません。

>しかし実際には共鳴構造は存在しないそうです。
あなたの担当教員が間違えているのか、あなたが誤解しているのかわかりませんが、それは違います。
そもそも、共鳴構造はその物質の構造や性質を説明するためのものであり、存在するとかしないとか言う類いのものではありません。つまり、考える過程において、出来るだけ多くの共鳴構造を考えた上で、その構造の寄与の大きさを考慮し、取捨選択するようなものです。
したがって、+::Br=C=N::-の共鳴構造を考えてもかまいません。ただし、それを重要でないと考えるのであれば、取捨選択の結果として排除することはあるでしょう。
個々の共鳴構造が重要であるかどうかの判断基準に関しては教科書に書いてあるはずです。Brの場合に右の構造を排除する理屈があるとするならば、電気陰性度の大きいBr上に正電荷が来ているということなのかもしれませんけど、共鳴構造式を書くのであれば、寄与が小さかろうとも、この構造は当然書くべきものだと思いますよ。
もちろん、一般的に、構造の表記には単一の構造式を用いるのが普通ですので、その場合には左の構造に準ずる式を書くべきです。

>「第二周期の原子はどんな共鳴構造式においても8電子則を満たす。」ということだと思うのですが、
違います。8電子を超えないという意味です。つまり、8以下であればよいというだけで、6でもかまいません。

>しかし実際には共鳴構造は存在しないそうです。
あなたの担当教員が間違えているのか、あなたが誤解しているのかわかりませんが、それは違います。
そもそも、共鳴構造はその物質の構造や性質を説明するためのものであり、存在するとかしないとか言う類いのものではありません。つまり、考える過程...続きを読む

Q寄与が大きい・小さい

共鳴構造のところででてくる
「寄与が大きい」「寄与が小さい」という言葉。
自分なりに、それぞれを
「なりやすい」「なりにくい」という言葉で
理解したんですが、これって正しいですか?

もっと「寄与が大きい・小さい」を説明する
わかりやすい言葉があれば
教えてください。

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極限構造のパーセンテージだと思って下さい。
ベンゼンの二つの構造は等価なので同じ大きさの寄与。
他の形のベンゼン(デュワーベンゼンなど)の構造は無理があるので小さい寄与。
てな処です。

Q共鳴構造について

1,3-ブタジエンは共鳴で
(1)  CH3=CH-CH=CH3
(2) ・CH2-CH=CH-CH2・
(3) -CH2-CH=CH-CH2+
(4) +CH2-CH=CH-CH2-
などの構造をとるとされているみたいなのですが、
ベンゼンが共鳴で二つの状態を高速で行き来(現実
は混成体で存在?)しているように4つの状態を行
き来(または混成体)して安定化しているのでしょ
うか?(2)、(3)、(4)(特に(2))はπ結合の広がりが小
さく、また「・」などエネルギーが高く不安定なので
(1)の状態が断然安定で他の状態に行き来するように
は思えないのですが。これも非局在化なのでしょう
か? よろしくお願いします。

Aベストアンサー

それぞれの構造を行き来しているという認識は少々まずいように思いますが、共鳴混成体という認識はお持ちのようですので深くは追求しないことにします。(1)のHが多いのも単純ミスということで。

本論ですが、ベンゼンの場合には2種の構造が等価ですが、ブタジエンでは等価ではありません。すなわち、(1)の比重が圧倒的に大きく、その主たる性質は(1)で決まると言えるでしょう。したがって、(2)から(4)による安定化は小さくなりますし、C2-C3結合はC1-C2結合よりも長くなり、現実には通常の単結合よりもわずかに短いと言ったレベルです。もちろんこれも非局在化とは言えますが、ベンゼンの場合ほどの大きな効果をもたらすものではありません。
ベンゼンの場合には、2個の共鳴形が等価であるために、共鳴による安定化は大きく、6本のC-C結合は等価で長さも同じになっています。

ただし、上記の説明は古典的な共鳴理論による説明であり、これが完全に妥当であるかということに関しては疑問の余地があります。つまり、そうした質問は古典的な原子価理論に基づいて考案されたものであり、本質的に、電子に非局在化を完全に説明できるようなものではありません。

それぞれの構造を行き来しているという認識は少々まずいように思いますが、共鳴混成体という認識はお持ちのようですので深くは追求しないことにします。(1)のHが多いのも単純ミスということで。

本論ですが、ベンゼンの場合には2種の構造が等価ですが、ブタジエンでは等価ではありません。すなわち、(1)の比重が圧倒的に大きく、その主たる性質は(1)で決まると言えるでしょう。したがって、(2)から(4)による安定化は小さくなりますし、C2-C3結合はC1-C2結合よりも長くなり、現実には通常の単結合よりもわずか...続きを読む

Q共役or非共役の見分け方

有機化学や高分子化学の勉強をしているのですが、どういうものが共役で、どういうものが非共役のものなのか、いまいち確信をもって見分けることができません。
なんとなく電子がぐるぐる動いていて、二重結合の位置が常に変わっている(共鳴している?)もののことを共役系と言っている気はするのですが、具体的にどんな形をしたものとか、どんな構造が含まれていたら共鳴していると言うのかがよくわからないでいます。
非常に基礎的なところでつまずいてしまい、なかなか先に進めなくて困っていますので、ぜひご回答よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

共役しているものの代表は、1,3-ブタジエン
H2C=CH-CH=CH2
(単結合と二重結合が交互に存在)です。
二重結合をしている炭素では、隣り合う炭素の上下に伸びているp軌道同士がくっついています(sp2混成軌道はご存じですか?参考URLの図のC1とC2、C3とC4の青い軌道はくっついて1つになっています)。
通常、単結合をしている炭素(sp3混成軌道)には上下に伸びているp軌道はありません。
ところが、共役をしていると、左から2番目のp軌道と3番目のp軌道が近接しているために、単結合であるにも関わらずp軌道同士がくっついてしまって、あたかも二重結合を形成しているかのようになってるんです。
このようにして、炭素4つのp軌道が全部くっついているので、電子は自由に行き来できるのです(非局在化と言います)。共役物質が安定なのはこのためです。

少し踏み込んだ説明をしましたが、わかって頂けましたでしょうか…?

参考URL:http://www.ci.noda.sut.ac.jp:1804/classroom/1998_6_18/Q&A6_18_4.html

共役しているものの代表は、1,3-ブタジエン
H2C=CH-CH=CH2
(単結合と二重結合が交互に存在)です。
二重結合をしている炭素では、隣り合う炭素の上下に伸びているp軌道同士がくっついています(sp2混成軌道はご存じですか?参考URLの図のC1とC2、C3とC4の青い軌道はくっついて1つになっています)。
通常、単結合をしている炭素(sp3混成軌道)には上下に伸びているp軌道はありません。
ところが、共役をしていると、左から2番目のp軌道と3番目のp軌道が近接しているために、単結合であるにも関わらずp軌道同...続きを読む

Q硝酸イオンのLewis構造式について

硝酸イオン(NO3-)のLewis構造式が、理解できません。
添付した画像の、左側が正解らしいのですが、自分で書いてみると右側のようになります。
なぜ、左側のようになるのでしょうか?また、私の書いた右側の構造式ではなぜダメなのでしょうか?書く際には、窒素Nについては手が5本、酸素Oについては手が6本になるように書いたつもりです。

Aベストアンサー

#3です。
ルイス構造を調べてみました。

仰るように価標を使っている表現であるようです。
私は電子式がルイス構造だと思っていました。

電子式という言葉は辞典には出てきませんね。
「電子式」はルイス構造を考える途中の表現であるということです。
でもルイスは電子式までしか提案していないようです。

「電子対の共有で結合が生じる」という、現在「共有結合」という名前で呼ばれているものを最初に提案したのがルイスです。「不活性元素の電子配置と同じになる」という「オクテット則」を提案したのもルイス(1916年)です。共有された電子対を結合線で表して分かりやすくしたのはラングミュア(1919年)だそうです。共有結合の理論的な裏付けはハイトラー・ロンドン(1923年)によってなされています。

「価標と電子の両方を書く表現」が「ルイス構造」だとされているのは後からそういう形でまとめたものだということになります。見やすくしたということです。
シュライバーの「無機化学」を見ると
「電子を使った表現を完成させたのち、確定した共有電子対を結合線に書き換える」
という手順が示されています。(第2版p66、第4版p50)
結合線の数というのは結果として決まるものです。共有されている電子対の数です。
いくつの電子対が共有されるのかはオクテットを満たすようにして決めます。

>「窒素Nについては手が5本、酸素Oについては手が6本になるように書いたつもりです」のところは、オクテット則を満たすように各原子の周りに電子があり、かつ原子価が、Nなら5、Oなら6となるように書いたと言いたかったのです。

手順の最初に「ルイス構造の中に組み入れる電子の数は、結合に関与する原子の価電子をすべて加えあわせたものである」と書かれています。
Nの価電子の数は5、Oの価電子の数は6ですがこれを「結合の手の数」とは言わないようです。結合の手の数と言えば原子価の意味で使われているのが普通です。 Oの原子価は2です。6ではありません。あなたの書かれたルイス構造式(右側の図)ではNから結合線が5本出ています。Nの周りには電子が10個あることになります。オクテット則を満たしていません。「手の数が5本」と考えているのが間違いの原因になっています。

>Hを外す方法でやってみるとできました。これは、他の構造式にでも使えるのでしょうか?例えば、炭酸イオン(CO3^2-)を考えるのであれば、炭酸(H2CO3)を書いて、二つのHを外すという方法でしょうか?

そうです。
中性の分子で構造を書くことができればオクテットは満たされています。
そこから電子対を残してHだけを外してもオクテットはやはり満たされています。
分子の構造を書くのには馴染んでいますからHを外す方が簡単なのです。
(オクテット則を満たさないような分子もありますが、一応除外しておきます。)

イオンで考える場合、電荷をどこに所属させるかで混乱します。
電荷は特定の原子ではなくてイオン全体が担っているとします。
考えるべき価電子の数が変化したものでオクテットを満たすように構造を書きます。
いくつかの可能性が考えられる場合には別の判断が入ってきます。
(形式電荷の値が大きくならない表現の方が安定である、等)
OH^-であればOで6個、Hで1個、イオンの価数から1個、合計8個です。
これで考えます。電荷は[  ]^- とします。(シュライバーの本では全体に電荷が存在するというのは別の記号で表しています。)これでH-O-Hから電子対を残してHだけを外したものと同じになるはずです。

各原子に電荷を割り振るという表現も出てきます。
シュライバーの本では「形式電荷と酸化数」という別の章で扱っています。
そこの最初に「化学種の電荷はその化学種全体が担っているものであるが、場合によっては各原子に形式電荷を割り付けるのが便利な場合がある」と書かれています。
[NO3]^-の場合、Nに+、2つのOにそれぞれ-が割り振られています。質問文にある左の図はこの形式電荷を表している図です。でも単にルイス構造と言えば「全体に電荷が存在する」というところまででいいと思います。「形式電荷も合わせて書く」というのもルイス構造でしょうが別の目的で発展させたものだという理解です。

「形式電荷」は共有されている電子対の電子が平等に両方の原子に所属するとした時の電荷です。
まず全体に電荷が存在するとして電子式を書きます。1対の電子を共有している原子Oには7つの電子が所属します。元々酸素の価電子は6つでしたから1つ-が多いです。形式電荷は-です。電子式から2つのOは同等だということが分かりますからどちらも-になります。Nの周りの電子は8個です。電子対が4つありますから4個の電子が所属します。Nの価電子は5つのはずでしたから1つ電子が少なくなっています。Nに形式電荷の+が乗ると考えられます。
ただ「形式電荷」という名前が示すように形式的なものです。電子対の電子が対等に共有されているのは同じ原子の間で共有されている電子対の場合だけでしょう。
反対側の極端な「形式電荷」もあり得ます。「共有されている電子対を丸ごと電気陰性度の大きい方に所属させてしまう」とする考え方です。「酸化数はそのように考えた時の形式電荷の値だ」という説明が載っています。
Oの酸化数は-2、Nの酸化数は+5になります。

分子の形を定性的に推測するのに最も有効であるとされているものに原子価殻電子対反発モデル(VSEPRモデル)があります。これはルイスの考え方を余り手を加えずに延長したものに基づいています。
そういうことからもルイス構造式を書くというのは意義のあることでしょう。

※NO3^-=[NO3]^-であればN1つから価電子が5つ、O1つから価電子が6つ、イオンの価数から電子が1つ、これで電子は合計が24個になります。この24個の電子をオクテットを満たすように4つの原子に割り振ります。この可能性は1つではありません。
分子から考えると可能性が絞られているところからスタートできます。

#3です。
ルイス構造を調べてみました。

仰るように価標を使っている表現であるようです。
私は電子式がルイス構造だと思っていました。

電子式という言葉は辞典には出てきませんね。
「電子式」はルイス構造を考える途中の表現であるということです。
でもルイスは電子式までしか提案していないようです。

「電子対の共有で結合が生じる」という、現在「共有結合」という名前で呼ばれているものを最初に提案したのがルイスです。「不活性元素の電子配置と同じになる」という「オクテット則」を提案したのも...続きを読む

QSn1反応とSn2反応の違い

Sn1反応およびSn2反応になる条件について調べています。調べたところ両者には以下のような条件の違いがありました。

*Sn1反応*
[中間体]・・・・・3級>2級>1級>メチル
[反応条件]・・・・中性~酸性
[試薬の求核性]・・重要でない

*Sn2反応*
[中間体]・・・・・メチル>1級>2級>3級
[反応条件]・・・・中性~塩基性
[試薬の求核性]・・重要

中間体による違いは、カルボカチオンの超共役効果や立体障害に依存するのだと思います。しかし反応条件や試薬の求核性がどのようにSn1反応とSn2反応に関係するのかが分かりません。例えば、「なぜSn1反応は中性~酸性条件で進行するのか」といったようなことです。どなたか教えてください。

Aベストアンサー

 既にある回答と一部重複するかもしれませんが,全く新たな回答として書かせていただきます。

 まず最初に,求核置換反応(Sn 反応)の機構は Sn1 か Sn2 かのどちらかしかありません。時に「Sn1 と Sn2 の中間の機構」とか「Sn1 と Sn2 が混ざった機構」と言われる事がありますが,これは Sn1 と Sn2 並行して起こっているという事(ある分子は Sn1 反応をし,別の分子は Sn2 反応をしているという状態)であって,個々の分子を見ればどちらか一方です。

 結果,Sn1 反応になるか Sn2 反応になるかは,どちらの反応の律速段階の反応速度が速いかで決ります。律速段階の反応速度が速い方の機構を通って反応が進行するわけです。

 さて,Sn1 反応の律速段階は御存知の様にカルボカチオンが生じる段階です。つまり,カルボカチオンができ易い程 Sn1 反応は速くなります。一方,Sn2 反応では反応中心の炭素が5つの結合を持った状態が遷移状態ですので,この状態ができ易いもの程反応が速くなります。

 まず,お書きの『中間体』についてです。カルボカチオンの安定性が「3級>2級>1級>メチル」の順であるのは御存知ですよね。これは付いているアルキル基の電子供与性効果と超共役による安定化がこの順で大きいからです。逆にこの順で立体障害が大きくなり,求核剤の接近は困難になります。つまり,「3級>2級>1級>メチル」の順で Sn1 反応の速度は速くなり,Sn2 反応の速度は遅くなります。結果,反応機構が Sn1 → Sn2 にシフトします。

 次に,『試薬の求核性』です。上記した様に Sn1 反応の律速段階はカルボカチオンができる段階であり,求核試薬はこの段階には関与しません。そのため,試薬の求核性は Sn1 反応にはあまり影響しません(重要でない)。一方,Sn2 反応では遷移状態の形成に求核試薬が関与しますので,遷移状態が出来やすい(試薬の求核性が高い)程反応は速くなります(試薬の求核性が重要)。結果,試薬の求核性が高い程 Sn2 反応で進行しやすくなります。

 最後に問題の『反応条件』です。何度も繰り返しになりますが,Sn1 反応の律速段階はカルボカチオンが出来る段階です。この過程では脱離基が抜けてカルボカチオンが生じると同時に,脱離基はアニオンになります。結果,このアニオンを安定化する条件(つまり,酸性もしくは中性)の方が Sn1 反応が進みやすくなります。逆に Sn2 反応は,求核試薬が剥出しの状態になる塩基性の方が攻撃性が高まり反応が速くなります(塩基でもある求核試薬を酸性条件下に置くと酸と反応してしまいます)。結果,塩基性から酸性になるに連れて,反応機構は Sn2 → Sn1 にシフトします。

 ざっとこんな感じですが,要点だけ纏めると,「カルボカチオンができ易い,脱離基が脱離し易い」条件は Sn1 に有利ですし,「アニオンができ易い,求核試薬が攻撃し易い」条件は Sn2 反応に有利です。そして,「求核置換反応の機構は Sn1 か Sn2 のどちらか」ですので,反応が起こらない場合は別にして,Sn1 反応が起こり難くなると Sn2 機構で,Sn2 反応が起こり難くなると Sn1 機構で反応が起こります。

 既にある回答と一部重複するかもしれませんが,全く新たな回答として書かせていただきます。

 まず最初に,求核置換反応(Sn 反応)の機構は Sn1 か Sn2 かのどちらかしかありません。時に「Sn1 と Sn2 の中間の機構」とか「Sn1 と Sn2 が混ざった機構」と言われる事がありますが,これは Sn1 と Sn2 並行して起こっているという事(ある分子は Sn1 反応をし,別の分子は Sn2 反応をしているという状態)であって,個々の分子を見ればどちらか一方です。

 結果,Sn1 反応になるか Sn2 反応になるかは,...続きを読む

Q中和適定についてです

中和適定で適定値に誤差ができる理由を教えてください

Aベストアンサー

 どんな薬品・器具を使い、どんな手順で測定したかを書かないと、回答できない質問ですね。なんとなく実験レポートの考察課題のような……

 まず、試薬の濃度の誤差。試薬に何を使うか質問に書いてありませんが、シュウ酸などは潮解をしないので比較的正確な濃度の液が作れますが、質量測定の誤差・メスフラスコに入れる水の量の誤差などがあり得ます。

 測定の際の各液の体積の測定誤差。
 器具も何を使うか書いてませんが、メスピペットなどではかり取る液の量の誤差や、ビュレットの目盛りの読み取り誤差。
 あと、器具の洗浄関連で、きちんと共洗いをすべきところをしていなかったりすれば、誤差が大きくなります。

 中和点を決定するところの判断。
 指示薬の色の変化を見ますので、測定の個人差が出るでしょう。

 一滴の体積がある程度あること。
 一滴落とすときは中和前で、一滴落としてしまうと中和典雅すぎてしまう、というとき、一滴の体積の範囲の誤差が出ます。

 空気中の二酸化炭素が溶けこむことによって、試薬のpHが変動する誤差。

 実験にかかる時間によっては、水の蒸発によって試薬の濃度が変わることもあるかも知れない。

 思いつくままにあげてみましたが、実験手順によって、どの誤差が大きくなるかは違ってくると思います。

 どんな薬品・器具を使い、どんな手順で測定したかを書かないと、回答できない質問ですね。なんとなく実験レポートの考察課題のような……

 まず、試薬の濃度の誤差。試薬に何を使うか質問に書いてありませんが、シュウ酸などは潮解をしないので比較的正確な濃度の液が作れますが、質量測定の誤差・メスフラスコに入れる水の量の誤差などがあり得ます。

 測定の際の各液の体積の測定誤差。
 器具も何を使うか書いてませんが、メスピペットなどではかり取る液の量の誤差や、ビュレットの目盛りの読み取り...続きを読む

Q配位子場安定化エネルギー???

次の金属イオンが高スピン型の八面体形と四面体形錯体をつくるとき、両者の配位子場安定化エネルギーの差を計算せよ。ただし、Δ_t=(4/9)Δ。とする。
(1)Cr2+ (2)Mn2+ (3)Fe2+

という問題で、(上の問題文が見づらいようでしたら
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRMm82OUhOMmFabzA/edit?usp=sharing
をご覧ください。全く同じ問題文です)

解答は
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRSXlPQWZOdFVNS1k/edit?usp=sharing
です。
解答を見てもちんぷんかんぷんです。

問題文に出てくるデルタのような記号Δは何ですか? 扱っている教科書に出てきません。意味も読み方もわかりません。添え字の t と o も何なんでしょうか。解答に oct と tet がありますからこれのことなんでしょうけど、何の単語の頭文字でしょうか。

LSFE も???です。こちらはまだ教科書で探してみていないので、ひょっとしたら載っているかもしれませんが。

次の金属イオンが高スピン型の八面体形と四面体形錯体をつくるとき、両者の配位子場安定化エネルギーの差を計算せよ。ただし、Δ_t=(4/9)Δ。とする。
(1)Cr2+ (2)Mn2+ (3)Fe2+

という問題で、(上の問題文が見づらいようでしたら
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRMm82OUhOMmFabzA/edit?usp=sharing
をご覧ください。全く同じ問題文です)

解答は
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRSXlPQWZOdFVNS1k/edit?usp=sharing
です。
解答を見てもちんぷんかんぷんです。

問題文に出てくるデ...続きを読む

Aベストアンサー

> 問題文に出てくるデルタのような記号Δは何ですか?

配位子場分裂パラメーターです。

> 添え字の t と o も何なんでしょうか。

それぞれ tetrahedral と octahedral の頭文字です。

> LSFE も???です。

LSFEではありません。LFSEです。Ligand Field Stabilization Energy の略です。日本語でいうと配位子場安定化エネルギーです。

> 解答を見てもちんぷんかんぷんです。

Cr2+の八面体形錯体の場合は、以下のようにLFSEを計算します。

Crは周期表第6族の元素だから、これの2価イオンのd電子数は6-2=4個。高スピン型だからエネルギー準位の低い軌道(t2g軌道)に3個電子を詰めた後に、エネルギー準位の高い軌道(eg軌道)に残りの1個の電子を詰める。t2g軌道の電子のエネルギーは電子1個あたり(-2/5)Δoで、eg軌道の電子のエネルギーは電子1個あたり(+3/5)Δoだから、LFSEは
(-2/5)Δo×3+(+3/5)Δo×1=(-3/5)Δo
となる。

他も同様です。がんばって下さい。

> 問題文に出てくるデルタのような記号Δは何ですか?

配位子場分裂パラメーターです。

> 添え字の t と o も何なんでしょうか。

それぞれ tetrahedral と octahedral の頭文字です。

> LSFE も???です。

LSFEではありません。LFSEです。Ligand Field Stabilization Energy の略です。日本語でいうと配位子場安定化エネルギーです。

> 解答を見てもちんぷんかんぷんです。

Cr2+の八面体形錯体の場合は、以下のようにLFSEを計算します。

Crは周期表第6族の元素だから、これの2価イオンのd電子数は6-2...続きを読む

Q共鳴と混成軌道

大学での有機化学のかなり初歩的な質問です。
共鳴構造を考える時はいくつかの規則に従いますが、「一つの共鳴形と別の共鳴形とでは原子の混成は変化しない」という規則があります。
しかし、

 CH2=CH-C---N ←→ CH2=CH-C=N

では(---は三重結合と見なして下さい)、炭素の混成は左からsp2、sp2、spだったのがsp2、sp2、sp2に変化し、窒素の混成はspからsp2に変化しているように見えます。これはどういうことなのでしょうか?混成の考え方が間違っているのでしょうか?それとも共鳴形が誤ったものになっているでしょうか?どなたかアドバイスをお願いします。

Aベストアンサー

CH2=CH-C≡N ←→ CH2^+-CH=C=N^- ←→ CH2^--CH=C=N^+
アクリロニトリルの共鳴限界構造式を書くと上記のようにかけます。しかし、規則の一つにこうも書いてあります「共鳴式は、紙面上の問題で有り実際とは異なる。ただ、寄与度は大きく関与している」。
そこで、考えてみますと、分子のπ電子(非共有電子対を含めて)は非局在化している必要があります。
2番目の限界構造式のNがsp2混成になると非共有電子対はその軌道に入りますのでπ結合の軌道と重なりができなくなります。そのために、sp混成をとります。
また、3番目の限界構造式では、末端の炭素はsp3混成のように考えますが、これもそれになるとπ結合の軌道と重なりができません。そこで、sp2のままでp軌道に電子を入れることにより共鳴ができるようになります。Nについてもsp混成のままで、空軌道のp軌道がπ結合の軌道と重なることができます。
以上の説明でいかがでしょうか。

Qπ電子の数え方

π電子の数え方が分かりません。
ベンゼンなど二重結合のみの基本的なものは分かりますが、少し複雑になると分かりません。
①フラン
②2,4-シクロペンタジエン-1-イドhttp://nikkajiweb.jst.go.jp/nikkaji_web/pages/top.jsp?CONTENT=syosai&SN=J749.075E
のπ電子の数え方を教えてください。
①はなぜO原子の非共有結合のひとつは環平面内でもうひとつは環に垂直になるのですか?

Aベストアンサー

σ結合とπ結合の違いは分かってますか?
π結合は二重結合でひとつのσ結合とひとつのπ結合、三重結合はひとつのσ結合と二つのπ結合・・窒素分子やアセチレンの結合を参照。
 σ結合で電子は2個、π結合は二重結合なら2個、三重結合なら4個
 共有結合一つについて電子が二個いるから[共有結合]でしたね。その結合がσだろうがπだろうが2個いる。

>①はなぜO原子の非共有結合のひとつは環平面内でもうひとつは環に垂直になるのですか?
 だって酸素は電子を6個もつから、sp²混成軌道で考えると、ひとつは裸のp軌道なので・・

>少し複雑になると分かりません。
 複雑性には一切関係ない。価標の数を数えてその倍が結合電子数、そして結合の数の倍がσ結合なのでその数を引けば良いし、それは二重結合の数に等しい。
 フランは価標が7本あるので14個の結合電子、5辺あるので10個がσ結合、14-10=4個がπ結合電子の数。また二重結合が2箇所なので4個。
EPA(エイコサペンタエン酸 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/02/EPAnumbering.png/400px-EPAnumbering.png )は、27本の価標があるので結合電子数は54個、単結合が二重結合が6個あるのでπ電子は12個、σ結合電子は42個

なお、
>①はなぜO原子の非共有結合のひとつは環平面内でもうひとつは環に垂直になるのですか?
 この質問はおかしい事が理解できてないですよね。
 結合に関わっていない電子軌道の方向ですよ。

σ結合とπ結合の違いは分かってますか?
π結合は二重結合でひとつのσ結合とひとつのπ結合、三重結合はひとつのσ結合と二つのπ結合・・窒素分子やアセチレンの結合を参照。
 σ結合で電子は2個、π結合は二重結合なら2個、三重結合なら4個
 共有結合一つについて電子が二個いるから[共有結合]でしたね。その結合がσだろうがπだろうが2個いる。

>①はなぜO原子の非共有結合のひとつは環平面内でもうひとつは環に垂直になるのですか?
 だって酸素は電子を6個もつから、sp²混成軌道で考えると、ひとつは裸のp軌道なの...続きを読む


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