痔になりやすい生活習慣とは?

窒素に一重項とか三重項とかありますか?酸素にはありますよね。一重項の方が不安定でしたか?一重項状態がラジカル性が強く酸化力が強いのでしょうか?

A 回答 (1件)

一重項と三重項のどっちが安定かというのは, 分子軌道を考えないとわからないですね.


窒素分子は基底状態が一重項. 励起させれば三重項になるでしょう. ちなみに基底一重項はラジカルではありません.
一方, 酸素分子は基底状態が三重項で (一番下の) 励起状態は一重項です. 基底状態はもちろんラジカルですが, そのすぐ上の励起一重項ともう 1つ上の励起一重項の一方だけがラジカル. どっちだったっけ....
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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


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