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分子の大きさをどのように測定したり、調べたりするのか教えていただければと思います。
たとえばテトラクロロエチレンの大きさが何nmくらいか、分からないでしょうか?

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A 回答 (2件)

> たとえばテトラクロロエチレンの大きさが何nmくらいか、分からないでしょうか?



実測ではありませんが,計算化学で推測することもできます。先ほど,テトラクロロエチレンについて簡単な分子動力学計算をしてみました。結果は,ビシナル Cl 間の距離が約 0.29 nm,シス Cl 間の距離が約 0.32 nm となり,Cl の VDW 半径(約 0.18 nm)を原子の大きさとすると,分子サイズは凡そ 0.50 x 0.47 x 0.18 nm くらいになりますね。これで宜しいでしょうか?
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試料が気体で,大雑把なサイズでよければ,マイクロ波分光で回転定数から求められます。

詳しくは,量子化学の教科書などをご覧になってみてください。
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Q水の分子の直径についての問題です.

水の分子の直径についての問題です.
「水分子1個の質量は何kgか.また,水分子の直径はおよそいくらか.?で表せ.ただし,水の分子量は18,1?=10^(-10)[m]である.」
という問題の直径を求める問題が分かりません.
そもそも水分子は,水素原子2個が酸素分子1個に一直線上にならないようにくっついています.
その直径とはどこのことを指すのですか?

Aベストアンサー

問題文はこれだけですか。
省略されていませんか。
これだけであれば意味のない問題になります。

>水の分子量は18、
の後ろの式は何ですか。
多分オングストローム(Aの上に「。」のついた記号)だと思います。
この単位が出ているということは水の分子の中のH-Oの結合の長さが与えられているのでしょう。
問題文がかなり省略されているように思います。

水の密度、アボガドロ数が与えられていて
1.分子1つ当たりの体積はいくらになるか。
2.水の分子の形を球だとすると半径はいくらになるか
という問いだとすれば意味はあります。
「球だとすれば・・・」の部分を「立方体だとすれば一辺の長さはいくらになるか」と変えてもかまいません。
これで計算すると一辺の長さが約3×10^(-8)cm=3×10^(-10)mになります。
与えられているオングストローム(Aとします。)であらわすと3Aです。

液体の水の体積を分子数で割って出した分子1つ当たりの体積と
結合の長さから出した分子1つの体積とを比べるという立場であれば分子の直径を見積もってみようというのも納得できます。水の分子の形は球ではありませんが比較のために球を考えるというのは1つの方法です。

与えられているH-Oの距離(約1A)からH-O-Hの大きさを考えます。
H-O-Hを伸ばしても、曲げても上で求めた長さに届かないということが分かるとおもいます。 
水の中で水の分子は分子1つ当たりの空間の数分の1の体積しか占めていないのです。すかすかです。
この時水の分子1つの占める空間としてOを中心として半径がOHの長さの球を考えることができます。直径3Aの球の中に直径2Aの球があるとすると体積は半分以下です。折れ曲がっているからということであれば直径2Aの半球で考えてもいいです。もっとすきすきになります。

氷の結晶は水よりも少し密度が小さいです。もっと隙間があるということになります。
この隙間を単純に分子と分子の間の隙間であるとするのは無理があります。結晶構造の隙間です。
氷が解けて水になっても体積の変化は1割以下です。上で見たのは2倍以上の体積の違いがあるということです。水になっても氷のときの結晶構造がかなり残っている、その結晶構造の隙間がそのまま水の中に存在していると考えられます。
気化熱の値が融解熱の値の7倍ほどあるということは氷のときの構造の大半が水の中でも残っているということの証拠であると書いてあるものもあります。

氷の結晶は正4面体を基本にした六方晶です。でも図としては立方晶のダイヤモンド型の方が見つけやすいでしょう。ダイヤモンド型の場合、立方体の各辺を半分に切ってできる8個の小さい立方体の半分、4つに水の分子があります。残りの4つの立方体は空っぽです。

上で考えた水分子H-O-H1つで球を考えるというのは無理があるとも言えますが水分子の作る正4面体を球に置き直すというのだとそれほど違和感は感じませんね。

問題文はこれだけですか。
省略されていませんか。
これだけであれば意味のない問題になります。

>水の分子量は18、
の後ろの式は何ですか。
多分オングストローム(Aの上に「。」のついた記号)だと思います。
この単位が出ているということは水の分子の中のH-Oの結合の長さが与えられているのでしょう。
問題文がかなり省略されているように思います。

水の密度、アボガドロ数が与えられていて
1.分子1つ当たりの体積はいくらになるか。
2.水の分子の形を球だとすると半径はいくらになるか
という...続きを読む

Q水分子の大きさ

水分子の大きさを知りたく、いろいろ調べていたのですが、
多くのサイトで約3×10^-10メートルとありました。
この値が一般的ですか?

Aベストアンサー

これはファンデルワールス半径から出した値でしょうね。
分子の大きさを問題にするのならそれで良いと思います。
酸素原子が半径1.4オングストローム(0.14ナノメートル)、水素原子が1.2オングストロームのファンデルワールス半径ですので、水素原子の分を無視しても、直径3オングストローム弱の大きさを持つことになります。
これに水素原子の出っ張りを加味すれば、だいたい3オングストロームといったところでしょう。完全な球体ではないので、方向によって増減しますが。

Q分子径について

溶剤の分子の大きさの一覧が知りたいです。
ご存知の方、教えてください。
トルエンとかキシレンとか、いわゆる揮発性有機溶剤についてです。

Aベストアンサー

どの程度の正確さを求めてられるかにもよりますが、一般的な結合長、結合角から計算してはどうですか?目安くらいにはなるかもしれません。

C-C結合、C=C結合、N-C結合、C-H結合など、有機物の一般的な結合長は有機化学や無機化学の教科書に載っています。また、結合角も載っています。

ただ、気体状態の場合、熱振動が大きいので、実際は分子の大きさ、形は常に変わっている、と言えます。(←これが真実ではないでしょうか)

QCO2の分子直系を教えて下さい

お願いします。
CO2の分子直系はいくつなのでしょうか?
ある文献では0.33nmとあります。
しかし別の文献では0.46nmです。
どうも0.33と0.46近傍の二種があるようなのですが、どうしてでしょうか?
ちなみに「機能性高分子膜」とい本によればCO2は0.46nm
http://www.aist.go.jp/NIRE/publica/news-96/96-10-1.htm
には0.33nmとあります。
どっちなのでしょうか?

Aベストアンサー

適当にモデリングソフトで絵を見てみたところ、分子の長軸方向(O-C-O方向)だと、大体5オングストロームくらい、短軸方向だと酸素原子、炭素原子のファンデルワールス半径の2倍である3オングストロームくらいになるようです。これは共有結合半径・ファンデルワールス半径の値からおおざっぱに見積もっているので、文献記載値は実験的に算出したより正確な値だと思いますが、だいたい近い値にはなっています。

Q酸素分子と窒素分子

酸素分子と窒素分子の大きさはどちらが大きいのですか?

なぜこのような質問をしたのかといいますと、車のタイヤに窒素ガスを入れているのですが、以前(空気)と比べて乗り心地がマイルドになっているような気がしまして。確か、気体は分子の種類にかかわらず同じモル数だと体積や圧力が同じような気がしますが。
また、よく言われているガスが漏れにくくなる点や、アルミホイールが腐食されにくくなる点についても分子の大きさが関係しているだろうと思ったからです。

なお、当方少しは大学で化学をかじっておりました。多少難しくても大丈夫です。
ご教授よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

回答としては「酸素分子より窒素分子の方が大きい」です。

…って、これだけじゃあなんなので。


おっしゃるとおり、学校では同じモル数だと体積や圧力が同じと習いますが、
それはあくまで理想気体の場合です。
実際は窒素と酸素では熱による体積膨張には差があります。
更に、タイヤが冷えた状態ではタイヤ内の水分が結露し液体となっていると考えられますが
それに対し、窒素ガスはボンベから入れるので余分な水分が入りません。
水分の気化による体積増加はだいぶ大きいと思いますよ。

また、エア抜けは酸素分子が窒素分子よりも小さいことは一つの理由かもしれませんが、
それよりも窒素は不活性ガスである事の方が大きいと思います。
タイヤのゴムには水素成分が含まれており、これが酸素と結びつくことで
結果的に酸素が抜けていくことになります。

そして、「酸素が水素と結びつく」=「水ができる」ですから、
これがホイールやバルブ、タイヤに入れてあるスチールワイヤーなどの
腐食の原因にもなるのではないでしょうか。

Q以下のような分子サイズが知りたいです!

・メタン
・二酸化炭素
・水
・窒素

例ベンゼン-600pm

大きさというか直径(長いところ)が知りたいです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

水、↓
http://www.lsbu.ac.uk/water/molecule.html
水素の大きさはほぼ無視できるので、酸素の大きさ141.46pm(1.415?)で構いません。
O-Hの距離95.72pmを半径として使うと191.44pm(1.914?)。
さらにH2O二量体の「分子間距離」が297.6pm(2.976?)なのでこれも直径の目安(最大径:ファンデルワールス半径に相当)になります。
二酸化炭素、↓ちょっと困る。
http://www.globalwarmingart.com/wiki/Image:Carbon_Dioxide_Molecule_VdW_png
O=C=Oの距離は232.6pm(2.326?)で良いんですが、酸素の大きさが分らないので、全長と幅が不明。
実際には水の大きさで構わないんですが…。それを採用すると、
長さ374.1pm(3.74?)幅141.5pm(1.42?)ぐらい。
窒素、↓これも少し不満。
http://wiki.answers.com/Q/How_does_the_size_of_a_nitrogen_molecule_compare_to_that_of_oxygen
N≡Nの原子間距離から半径を75pmとしてその四倍300pm(3.0?)
ここで酸素分子についても書いてありますので、見ると、三重項酸素は二重結合と考えられるので、原子間距離から半径73pm、直径146pm(1.46?)で上記の水の酸素と大体同じ。

水、↓
http://www.lsbu.ac.uk/water/molecule.html
水素の大きさはほぼ無視できるので、酸素の大きさ141.46pm(1.415?)で構いません。
O-Hの距離95.72pmを半径として使うと191.44pm(1.914?)。
さらにH2O二量体の「分子間距離」が297.6pm(2.976?)なのでこれも直径の目安(最大径:ファンデルワールス半径に相当)になります。
二酸化炭素、↓ちょっと困る。
http://www.globalwarmingart.com/wiki/Image:Carbon_Dioxide_Molecule_VdW_png
O=C=Oの距離は232.6pm(2.326?)で良いんですが、酸素の大きさが分...続きを読む

Q原子の大きさはどのようにしてわかったのか

原子の大きさはどのようにしてわかったのでしょうか。長い研究の歴史の積み重ねだと思うのですが・・・。原子の大きさについて発見された歴史の流れが知りたいです。

Aベストアンサー

#5、#6です。
#5に
ミスがありました。
>教科書には a=6.3 と簡単に書いてあります。 
初歩的なミスで恥ずかしいです。
「6.3」でなくて「6.0」ですね。

ついでにすこし

ブラウン運動の観察からアボガドロ数を出したというペランの実験がなぜオストヴァルトを納得させることが出来たのかという点が理解しにくいところです。でもこれは重要な点であると思います。ペランのノーベル賞の受賞理由は「アボガドロ数の測定」ではありません。「分子の実在性の証明」です。

ブラウン運動をしている粒子(ブラウン粒子)は分子ではありません。
顕微鏡で見ることができる大きさですから1μm(=0.001mm)程度の大きさがあります。
従ってブラウン運動が分子運動であるという表現はそのままでは正しくないのです。
ブラウン粒子は水に浮いています。その水分子の衝突によってブラウン粒子が不規則な運動をします。
分子運動という言葉が直接当てはまるのは水の分子の方です。

アインシュタインの導いた式の中に出てくる粒子の質量、アボガドロ数はブラウン粒子についてのものです。
分子でないブラウン粒子の運動を観察して得られた数字が分子の存在の証拠になるというところがわかりにくいのです。(多くのサイトがこの点には触れていません。)
「水の中で水の分子と水の分子がぶつかって不規則な運動をする」ということと
「不規則な分子運動をしている水の分子がぶつかってきてブラウン粒子が不規則な運動をする」ということを
同等なものと考えています。
ブラウン粒子は1つの粒子の質量は大きいですが数が少ないです。
数が少ないという意味では気体粒子の分子運動と同等なものだと考える方がいいだろうということです。
そこで気体の状態方程式と同じ関係を使うことができることになります。
アボガドロ数は気体の状態方程式を通じてブラウン運動の式の中に入ってきます。
「理想気体の式が分子の種類によらず成り立つ」という文章が教科書には書かれていると思いますがブラウン粒子を質量の大きな気体粒子と同等であるとしているのです。気体分子の運動は目で見ることが出来ませんがブラウン粒子は目で見ることができます。ブラウン粒子は目で見ることのできる気体粒子の役割を果たしていることになったのです。従って逆に言うと目に見えるような大きな粒子についての測定結果が目に見えない小さな粒子にも当てはまるということを主張していることになります。これが分子の存在の証拠になるのでしょう。オストヴァルトが納得したというのはこの点にあるのだと思います。単に測りましたということではありません。その測定によって得られた値が意味のあるものとして認められればその式の成り立っている理論形式の正当性を保証することにもなるということです。そのために原理の異なる測定で得られた値が一致するということを示して値の正当性を主張しているのでしょう。

普通は質量の大きな粒子を気体状態にもっていくのがむつかしいです。加熱して気体状態に持って行くということはできません。代わりに液体の中に分散させたのです。
液体の中に分散して存在する粒子を気体粒子と同じように見てもいいだろうということを保証している別の現象があります。浸透圧の理論として知られている式(ファントホッフの式・・・教科書に出てきています)は気体の状態方程式と同じ表現になっています。

ペランの本の25章は「ラウールの法則」、26章は「気体と希薄溶液との類似--浸透圧」です。
53章の「気体の法則の希薄乳濁液への拡張」の中で次のように書いています。

「それならばこれらの法則を立証する原子の集合体については何らの大きさの制限がないと考えられないだろうか。またブラウン運動によって活動する1つの粒子がこれを阻止する器壁上に与える衝突作用に関しても、普通の分子と何の差別のないというような具合に、すでに目で見ることができる粒であってもなおこれらの法則を精密に証明すると考えられないであろうか。簡単に言えば完全気体の諸法則は目で見られる粒子からなる乳濁液に適用できると考えられないだろうか。」

気体分子運動論だけでは不十分だということに関しては49章に次のような文章があります。
「まことに気体分子運動論は当然な脅威を引き起こした。しかし、その中に含まれている数多くの仮説のために、この理論だけではまだ完全な確信に導くには十分とは言えない。とは言え、もしわれわれが全く異なる種々の路から分子の大きさに対して常に同一の値を見出しうるに至るならば、やがて、この確信が生まれ出ることは疑いないことである。」

ここまで書いて、自分でもかなり納得のできるものになったように感じます。

#5、#6です。
#5に
ミスがありました。
>教科書には a=6.3 と簡単に書いてあります。 
初歩的なミスで恥ずかしいです。
「6.3」でなくて「6.0」ですね。

ついでにすこし

ブラウン運動の観察からアボガドロ数を出したというペランの実験がなぜオストヴァルトを納得させることが出来たのかという点が理解しにくいところです。でもこれは重要な点であると思います。ペランのノーベル賞の受賞理由は「アボガドロ数の測定」ではありません。「分子の実在性の証明」です。

ブラウン運動をしてい...続きを読む

QChemDrawの使い方に関して教えて下さい。

ChemDrawの使い方に関して教えて下さい。

例えば、直鎖のウンデカンチオールのChemDrawで書いたとします。
当たり前ですが、これはまっすぐではなくぎざぎざな形をしています。
これの直線距離での長さとそれぞれのC-C結合の長さを足し算したものの値を知りたいのですが、どうすれば良いのでしょうか?

それと錯体みたいにちゃんと結合できていない物質をChemDrawで作成して、Chem3Dで読み込ませたいのですが、どうやって作成すれば良いのでしょうか?
何卒よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

ChemDrawで結合長を測ろうとすること自体どうかとは思いますが、正確な値が欲しいというわけではなく、ジグザグと直線の場合の差が知りたいということでしょうか。

自分で全ての結合をまっすぐになるように書けばいいでしょう。結合を1つずつ足していくなら、どんな方向にでも伸ばせます。で、適当に定規で測ればよいでしょう。

錯体ですが結合数が合わなくてもいいから、金属とリガンを配位結合でつなげばいいと思います。例えばNで配位するようにつなげばローンペアの代わりに金属との結合が示されます。

Q気体の分子サイズについて

水素の原子サイズとヘリウムの原子サイズはどれくらい違いますか?

水素は2原子分子でヘリウムは単原子分子で水素の原子量は1、ヘリウムの原子量は4
よって水素2、ヘリウム4くらいの比率となるのでしょうか?

簡単にご説明頂けると助かります。

Aベストアンサー

>水素の原子サイズとヘリウムの原子サイズはどれくらい違いますか?
 原子のサイズは、その状態によって異なるので分かりません。

>水素は2原子分子でヘリウムは単原子分子
 単原子分子というのは自己矛盾ではあるのですが、気体として挙動は粒子≒分子と考えて・・
 水素原子のほうがわずかに大きい。いずれも1s軌道で、水素原子はσ結合で二個くっついているので、気体の構成要素としては水素のほうが大きい。

>水素の原子量は1、ヘリウムの原子量は4 よって水素2、ヘリウム4くらい
 そうはならない、ラドン(²²²Rn)は222倍って事はないです。
 気体の場合は、通常は点と考えて良い。

 アボガドロの法則( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%9C%E3%82%AC%E3%83%89%E3%83%AD%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87 )

Q転化率

転化率の定義を教えてください。

Aベストアンサー

styrenさん、こんばんは。

参考URLに、大変面白い例が載っていました。

「新入生100人(原料)が入学し、1年後に、卒業試験がある(反応器)。
 合格者は、卒業(生成物)。
 不合格者(未反応物)は、在籍する(リサイクルにまわされる)」

このとき、
 卒業試験の合格率=(1回転化率)

のようです。
このときの、反応器に入れられる量=原料+リサイクル

なので、合格率は、

(生成物)÷(原料+リサイクル)×100=1回転化率

のようにかけると思います。
ご参考になればうれしいです。


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