【復活求む!】惜しくも解散してしまったバンド|J-ROCK編 >>

現在、化学を勉強している者です。水素結合についての説明が理解できません。わかりやすく教えていただけないでしょうか?また、水素結合に特徴があったらそれもよろしくお願いします。

A 回答 (4件)

要は、「電気陰性度の大きい原子に結合した水素と、電気陰性度の大きい原子の間の静電的な引力」です。


電気陰性度の大きい原子というのは、事実上、F,O,Nと考えて良いでしょう。
電気陰性度の大きい原子と結合した水素上には正電荷(δ+)が生じます。また、電気陰性度の大きい原子上には負電荷(δー)が存在します。

水素が他の原子と違うのは、その価電子が1個しかないことです。つまり、他のイオンとは異なり、H+というのは原子核(通常は陽子)のみになります。他のイオンの場合には、内側にも電子格殻が存在しますので、原子格がむき出しになることはありません。
ご存じと思いますが、原子核というのは原子のサイズに比べてはるかに小さいために、H+というのは他のイオンとは比べ物にならないほど小さいといえます。もちろん、正電荷を持つ水素というのは水素イオンとは異なりますので、原子殻がむき出しになっているわけではありませんが、電子が電気陰性度の大きい原子に引き寄せられているために、むき出しに近い状態になり、非常に小さい空間に正電荷が密集することになります。
そこに、他の電気陰性度の大きい原子のδーが接近すれば、静電的な引力が生じるということです。
そのときの、水素は通常の水素原子に比べても小さいために、水素結合の結合角は180度に近くなります。つまり、2個の球(電気陰性度の大きい原子)が非常に小さな球(水素原子)を介してつながれば、直線状にならざるを得ないということです。
    • good
    • 61

ただの静電引力と水素結合が違うのは、結合に方向性があることです。


静電引力は等方的に働きます。
イオンが一個ポンと置いてあったら、静電引力はこのイオンを中心に全方向に働きます。
一方、水素結合はNo.2さんがお書きになっているように、水素原子をはさんで、三つの原子が直線上に並ぶ形で働きます(場合によっては直線でないこともあるけど、その場合もある決まった位置に原子が並ぶ)。
つまり、水素結合をうまく利用してやることで、分子の位置関係、構造を制御することが可能となります。
質問者さんも、タンパク質やDNAといった生体分子が水素結合でもって複雑な構造を保っていることを聞いたことがありませんか?
生体系は水素結合を上手く利用しています。
近年、化学者がこれを模倣し、水素結合で分子の位置関係を制御することを広く行っています。
溶液の中で、水素結合でもって複数の分子をくっつけたり、結晶の中での分子の配列を制御したり。
    • good
    • 17

酸素原子、フッ素原子、窒素原子は電気陰性度が大きいので、これらの原子と水素原子が結合している分子(水、フッ化水素、アンモニア)では、水素原子を間に水素結合を生じます。



水H2Oで言うと、H-O-H…O-H2
この…部分が水素結合です。
アンモニアNH3なら、H3-N…H-NH2といった具合。
フッ化水素HFなら、H-F…H-F…H-F…といった具合に。

フッ化水素の構造だけ水素結合(…)を多く書きましたが、水もアンモニアもたくさん…があります。

なぜ水素結合が生じると沸点が上がるか、それはその水素結合を断ち切るために余計なエネルギーが必要とされるからです。
    • good
    • 19

説明のどの部分が理解できないのか、例示してください。



参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0% …
    • good
    • 5

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q分子結晶と共有結合の結晶の違いは?

分子結晶と共有結合の結晶の違いはなんでしょうか?
参考書を見たところ、共有結合の結晶は原子で出来ている
と書いてあったのですが、二酸化ケイ素も共有結合の
結晶ではないのですか?

Aベストアンサー

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素SiO2の場合も
Si原子とO原子が共有結合し、この結合が立体的に繰り返されて
共有結合の物質というものをつくっているのです。
参考書の表現が少しまずかったのですね。
tomasinoさんの言うとおり、二酸化ケイ素も共有結合の結晶の1つです。

下に共有結合の結晶として有名なものを挙げておきます。

●ダイヤモンドC
C原子の4個の価電子が次々に4個の他のC原子と共有結合して
正四面体状に次々と結合した立体構造を持つのです。
●黒鉛C
C原子の4個の価電子のうち3個が次々に他のC原子と共有結合して
正六角形の網目状平面構造をつくり、それが重なり合っています。
共有結合に使われていない残りの価電子は結晶内を動くことが可能なため、
黒鉛は電気伝導性があります。
(多分この2つは教科書にも載っているでしょう。)
●ケイ素Si
●炭化ケイ素SiC
●二酸化ケイ素SiO2

私の先生曰く、これだけ覚えていればいいそうです。
共有結合の結晶は特徴と例を覚えておけば大丈夫ですよ。
頑張って下さいね♪

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素Si...続きを読む

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

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原核生物と真核生物の違い

原核生物と、真核生物の違いについて教えてください(><)
また、ウイルスはどちらかも教えていただけると嬉しいです!

Aベストアンサー

【原核生物】
核膜が無い(構造的に区別出来る核を持たない)細胞(これを原核細胞という)から成る生物で、細菌類や藍藻類がこれに属する。

【真核生物】
核膜で囲まれた明確な核を持つ細胞(これを真核細胞という)から成り、細胞分裂の時に染色体構造を生じる生物。細菌類・藍藻類以外の全ての生物。

【ウイルス】
濾過性病原体の総称。独自のDNA又はRNAを持っているが、普通ウイルスは細胞内だけで増殖可能であり、ウイルス単独では増殖出来ない。



要は、核膜が有れば真核生物、無ければ原核生物という事になります。

ウイルスはそもそも細胞でなく、従って生物でもありませんので、原核生物・真核生物の何れにも属しません(一部の学者は生物だと主張しているそうですが、細胞説の定義に反する存在なので、まだまだ議論の余地は有る様です)。



こんなんで良かったでしょうか?

QDNAとRNAの違いについて

親戚の高校生が生物の勉強でどうしてもDNAとRNAの違いがわからないらしく、たまたま訪れていた私に説明を求められましたが教科書を読んでもすっかり「???」でした。
どなたか、分かりやすく説明できる方いらっしゃいませんか?自信をつけて説明できるようにしてください!!
ちなみにサイト等で見てみましたが二人とも???の状態でした。
宜しくお願い致します

Aベストアンサー

DNAとRNAで困っていると言うことですから、暗記的な情報や教科書的な情報は逆に困ってしまうかも知れませんね。
と言う観点で、「感覚的」な回答をしたいと思います。
----------
DNAとは、普通、遺伝子と呼ばれているモノと思ってください。顔が丸いとか、血液型がB型だとか、小指の長さとか、、、、親と子供が似てるとか似てないとかって話をする時の「遺伝子」です。だから、DNAとは、自分が人間である特徴、肌の色の特徴などなどの記録が書き込まれている部分なのです。パソコンで言えば、書き込まれた内容が変更できないCD-ROMというところでしょうか。
CD-ROMが有るだけでは、中のデータを見ることはできませんよね。それといっしょで、DNAがあるだけでは、その中の情報を見ることも使うこともできません。
そこで、活躍するのがRNA達です。
「達」と言ったのは、3種のRNAがいるからです。DNA・CD-ROMは、核の中に保管されていています。そのDNAから体を作る材料であるタンパク質を作る場所が「r君(リボーソームRNA)」の庭になります。
このr君の庭まで、DNAのデータをコピーして持ってくる役目を「m君(メッセンジャーRNA)」が果たします。タンパク質を作るr君の庭に、DNAのコピーを持ってm君がやってくる。最後に、このコピーを元にタンパク質のパーツを運んでくるのが「t君(トランスファーRNA)」です。
DNAは、体を作る情報を保管する記憶媒体(CD-ROM)で、
RNAは、その情報から体を作る作業を担当する3人の小人 ですね。
----------
以上あくまでも、おおざっぱな話ですので、細かい部分は触れていません。(例えば、DNAが核以外の葉緑体やミトコンドリアなどの細胞小器官部にもある話や、真核生物と原核生物の違い(ここでは、われわれヒトが含まれる真核生物の話に特化してます)などには触れません。)

DNAとRNAで困っていると言うことですから、暗記的な情報や教科書的な情報は逆に困ってしまうかも知れませんね。
と言う観点で、「感覚的」な回答をしたいと思います。
----------
DNAとは、普通、遺伝子と呼ばれているモノと思ってください。顔が丸いとか、血液型がB型だとか、小指の長さとか、、、、親と子供が似てるとか似てないとかって話をする時の「遺伝子」です。だから、DNAとは、自分が人間である特徴、肌の色の特徴などなどの記録が書き込まれている部分なのです。パソコンで言えば、書き込まれた内容...続きを読む

Q水素結合の強さ

よく教科書に載っている分子状水素化合物と沸点、融点の関係の
グラフをみて疑問に思ったことがあります。
http://www1.doshisha.ac.jp/~bukka/Index/bukka3_4_web/pc4/image/pc4_1701.png

それは、水素結合の強さについてです。
図をみると融点では、水とアンモニアの水素結合が、
沸点では、水が異常に強い水素結合を示しているように見えます。

水素結合の強さは、どんな理由で強くなるか調べてみると、
結合角、温度、圧力などで決まるそうですが、これらの原因が
どんな理由で水素結合の強さにかかわってくるのですか?

参考 http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_bond

Aベストアンサー

 融点、沸点に水素結合が多いに関与していますが、それだけでは水分子の水素結合が強いということは示していません。水素結合の強さだけを比較した場合、フッ素原子と水素原子間の水素結合が一番強く、酸素、窒素の順番になります。

 ここで水素結合が可能な数に注目してみますとフッ化水素は水素結合に関与する水素が一つ、アンモニアは水素結合に関与する孤立電子対が一つしかありません。それに対し水は二つの水素と二つの孤立電子対があります。したがって同じ分子数で比較すると水の場合はフッ化水素やアンモニアに比べ2倍の数の水素結合が可能です。沸点や融点は温度を上げることによって水素結合が切断される現象も含んでいるので、水分子の場合は他の二つに比べ2倍の水素結合を切断しなければなりません。フッ化水素の水素結合が強くても水素結合は一つしかなく、水の二つの水素結合を切るエネルギーまでは必要としないため沸点が低くなっています。

 水素結合の強さに関してですが、結合角、温度、圧力でも確かに変化します。それ以外に結合距離でも変わります。
 結合角は水素結合を形成している水素、アクセプターの原子、水素が共有結合している原子からなる角度が180度がもっとも強くなります。温度は水素結合がそれほど強い結合ではないので、通常の状態では加熱しただけで切断されるぐらいに弱いです。また圧力を加えると水素とアクセプターの原子の距離が近づくために結合力が強くなります。逆に圧力を下げるとこの距離が離れるため、容易に切断されます。また圧力を加えなくても分子の形が水素結合の距離を長くするような形であれば、このときも水素結合は弱くなります。

 融点、沸点に水素結合が多いに関与していますが、それだけでは水分子の水素結合が強いということは示していません。水素結合の強さだけを比較した場合、フッ素原子と水素原子間の水素結合が一番強く、酸素、窒素の順番になります。

 ここで水素結合が可能な数に注目してみますとフッ化水素は水素結合に関与する水素が一つ、アンモニアは水素結合に関与する孤立電子対が一つしかありません。それに対し水は二つの水素と二つの孤立電子対があります。したがって同じ分子数で比較すると水の場合はフッ化水素や...続きを読む

Q静電的相互作用

静電的相互作用ってなんですか?イオン結合みたいなものなんでしょうか。なんか先生が言ったこともあいまいで、質問しました。

Aベストアンサー

違います。
静電相互作用は
・イオンーイオン
・イオンー双極子
・双極子ー双極子
・ファンデル・ワールス力
をひっくるめたものです(何か忘れている気がするんですが)、そもそも引力しか考えてませんが広義には斥力も含まれます。

まとめるとある電荷分布を持った分子同士の相互作用(電磁気力) といったところでしょうか?

Q分子結合について

質問を見てくれて有難うございます

今、科学部の調べ物で、結晶について調べているのですが、結晶の結合の種類、イオン結合、金属結合、ともう一つ、分子結合というのがあるらしいんです、で分子結合とはどんなものかについて調べたんですが、自分の力不足のために納得できるページが見つからず、皆様方のお力を借りたいと思って投稿しました。

非常に自分勝手な質問ですがよろしくおねがいします。

Aベストアンサー

まず、結晶はイオン結晶・共有結晶・金属結晶・分子結晶の4つがあります。

★イオン結晶…
結合の種類はイオン結合で、結晶の構成粒子は陽イオンと陰イオン。イオン結合とは、陽イオンと陰イオンが静電気的引力(クーロン力)によってひきあっている結合のことで、イオン結合は、電子を失って陽イオンになりやすい陽性元素(金属元素)と電子を取り入れて陰イオンになりやすい陰性元素(非金属元素)との間でも生じます。
例としては、塩化ナトリウム・酸化マグネシウム・炭酸カルシウムなどが挙げられます。

★共有結晶…
結合の種類は共有結合で、結晶の構成粒子は原子。共有結合とは、原子どうしが互いに不対電子を供与して電子対を形成して、これを共有することによってできる結合のことで、一般に非金属原子間に生じます。
例としては、ダイヤモンド・炭化ケイ素・二酸化ケイ素などが挙げられます。

★金属結晶…
結合の種類は金属結合で、結晶の構成粒子は陽イオンと自由電子。金属結合とは、金属固体内の規則正しく配列した金属イオン間を動き回っている自由電子によって金属イオンが結びつけられている結合のことです。このとき、自由電子は電気や熱を伝える働きをしています。
例としては、ナトリウム・マグネシウム・鉄など、要は金属が挙げられます。

★分子結晶…
結合の種類は分子間の相互作用で、結晶の構成粒子は分子。分子間の相互作用とは、分子間に作用する比較的弱い相互作用のことで、分子間力(ファンデルワールス力)や水素結合のことになります。分子間力は、一般に分子量の大きい分子ほど強く、分子量がほぼ同じ時には極性分子の方が無極性分子よりも強くなります。つまり、分子結晶とは、分子間力や水素結合などの相互作用によって規則的に配列した固体のことです。(一般にやわらかく、融点・沸点は低いです。それから、昇華しやすいものも多いです。)
例としては、ヨウ素・アルゴン・ナフタレン・スクロースなどが挙げられます。

不必要な所もあるかもしれませんが、こんな感じです。少しでも参考になれば…♪

まず、結晶はイオン結晶・共有結晶・金属結晶・分子結晶の4つがあります。

★イオン結晶…
結合の種類はイオン結合で、結晶の構成粒子は陽イオンと陰イオン。イオン結合とは、陽イオンと陰イオンが静電気的引力(クーロン力)によってひきあっている結合のことで、イオン結合は、電子を失って陽イオンになりやすい陽性元素(金属元素)と電子を取り入れて陰イオンになりやすい陰性元素(非金属元素)との間でも生じます。
例としては、塩化ナトリウム・酸化マグネシウム・炭酸カルシウムなどが挙げられます。

★共...続きを読む

Qアミノ酸のL型、D型の区別そ仕方

****CH3
****|
 H2N─ C─COOH
****|
****H 

上の構造式はアラニンですが、これがL型かD型かを判断するのに困っています。
定義では不斉炭素を中心にカルボキシル基を上に書いた場合に、アミノ基が左側にくるのがL型です。しかしこの定義のまま動かしてみると、

   COOH
****|
 CH3─ C─H
****|
****NH2
このようにアミノ基が下になってしまうため、判断に困っています。
アドバイスをお願いいたします。

(注意!:記号*は構造式を書くときに軸をそろえるために付けたものです。)

Aベストアンサー

D型とかL型というのは光学異性体を区別するための記号です。グリシン以外のアミノ酸の場合は、中心の炭素原子に4つの異なる基が結合しているために光学異性が生じます。

炭素原子の4つの単結合は、正四面体の中心に炭素原子があるとすると、正四面体の4つの頂点の方向に向かっています。つまり、実際の形は構造式に描かれるような十字型ではないのです。
(参考)
http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/isei.htm

さて、ご質問のようにアミノ酸の構造式を十字型に描いてある場合は、なんとなく描いてあるのではなく、意味があります。これはフィッシャー投影式といいます。

フィッシャー投影式では、「左右の結合は紙面より手前に出ている」「上下の結合は紙面の向こう側に出ている」というのがルールです。このルールにより、正四面体型の構造を、紙面で表示できます。

アミノ酸をフィッシャー投影式で描いた場合、上にカルボキシル基、下に側鎖を書いたときに、左にアミノ基が来るのがL型、右にアミノ基が来るのがD型です。

では、「上にカルボキシル基、下に側鎖」となっていないときに、どうするかです。フィッシャー投影式のルールから考えると、ご質問のように90度回転させてはいけません。90度回転させると、「紙面の手前」と「紙面の向こう」が逆になりますから、D型がL型に、L型がD型に変わってしまいます。
(180度の回転はOKです)

どうすればよいのかといえば、できることは次の2つです。
(1)3つの基を循環的に入れ替える(いわゆる三角トレード)。
(2)二組の2つの基を、両方同時に入れ替える。

ご質問の上のフィッシャー投影式ですと、上の(1)を適用して、「COOHを上に移動、CH3を下に移動、Hを右に移動」という形で循環的に入れ替えると、左にアミノ基が来てL型であることがわかります。

よくわからなかったら、分子模型を作ってみるとよいと思います。

D型とかL型というのは光学異性体を区別するための記号です。グリシン以外のアミノ酸の場合は、中心の炭素原子に4つの異なる基が結合しているために光学異性が生じます。

炭素原子の4つの単結合は、正四面体の中心に炭素原子があるとすると、正四面体の4つの頂点の方向に向かっています。つまり、実際の形は構造式に描かれるような十字型ではないのです。
(参考)
http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/isei.htm

さて、ご質問のようにアミノ酸の構造式を十字型に描いてある場合は、なんとなく...続きを読む

QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。どなたか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
つまり、全溶液100ml中に何gの薬液が溶けているか?
ということです。
w/v%のwはg(グラム)でvは100mlです。


人気Q&Aランキング