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多環式芳香族のアントラセンとフェナントレンの物性を比べた時に沸点はよく似ているのに(アントラセンが341度でフェナントレンが339度)融点は全然違う(アントラセンが217度でフェナントレンが101度)のに気がつきました。なんでなのでしょうか?融点も沸点も分子間作用に関係していると思うのですがなでよく似た構造のアントラセンとフェナントレンがまったく違った融点を持つのか教えてください。お願いします。

A 回答 (2件)

アントラセンとフェナントレンはどちらもC14H10です。


沸点は近いのに融点が大きく異なります。分子量が同じで構造が似ていれば融点、沸点が近くてもいいのではというご質問ですね。

似たような例です。同じ系統の化合物で分子量が大きくなれば融点、沸点が一様に高くなって行っていいのではと考えられます。でも違います。
メタン  -183℃  -162℃
エタン  -184℃  - 89℃ 
プロパン -188℃  - 42℃
沸点は分子量とともに高くなっていますが融点はほとんど同じです。

この回答への補足

ありがとうございます。
他の例でも沸点は分子量とともに高くなっていくのに融点はほとんど同じなんですね。面白いです。
なぜこのようなことがおこるのかアイデアがあれば教えてください。

補足日時:2008/02/01 09:53
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言い換えかもしれませんが、結晶時のパッキングがフェナントレンではアントラセンより難しいからではないでしょうか。


フェナントレンの対称性はC2vですがアントラセンは少なくともD2hはあると思います(それ以上高い対称性かも知れないが表記法をよく知らない、恥)。
ちょうどの比較にはなりませんが、アントラセン、ピレン、9,10-ジヒドロフェナントレンの融解熱力学定数が測定されています。↓
http://www.sciencedirect.com/science?_ob=Article …
これの表5をご覧下さい。ΔHとTΔSの両方でかなりの差があります。
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Jahn-Teller効果ですか.むずかしいですよね~.ということで,「わかりやすく,イメージをつかむ」というのをモットーに(!?),ここではJahn-Teller効果の一例である「正方晶ひずみ」のお話をします.


正方晶ひずみをチョー簡単に言ってしまえば,
「Cu錯体がなぜ正方形配位型なのか」
を説明したものなのです.

じゃあ,なんでそうなるのっ?(古っ!)って思いますよね.そこで,結晶場理論をもとにこれを説明します.


そもそも,d錯体って,八面体配位であるか,四面体配位ですよね(ただ,四面体配位は例が少ないので省略します).例えば,Fe錯体なんかはたいてい八面体配位(配位子が6個)って教わりましたね.しかし,Cu錯体やPt錯体などはなぜか正方形の配位をとります.本来であれば,八面体配位をとったほうがよさそうな感じがしますよね.だって,FeとCuって電子が3つしか違わないから.

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もし,「この文章のここがよくわからない」などがありましたら,補足をお願いいたします.また,これ以上の内容についてはShriver(シュライバー)著『無機化学』p.354あたりに書いてあるので,そちらをご覧ください.

Jahn-Teller効果ですか.むずかしいですよね~.ということで,「わかりやすく,イメージをつかむ」というのをモットーに(!?),ここではJahn-Teller効果の一例である「正方晶ひずみ」のお話をします.


正方晶ひずみをチョー簡単に言ってしまえば,
「Cu錯体がなぜ正方形配位型なのか」
を説明したものなのです.

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4.48 :5.1: 2.57 

ですか。

ここで、3つともながめていてはパニックになりますので、どれか2つをくらべます。

5.1:2.57=2:1

が見えますね。

4.48:5.1を1:1にみるのは少し無理がありますね。ですからこれは無視。

次は4.48を2.57で割ればいいです。(これがあなたが書いておられる一番小さな数で割るという作業です)

4.48/2.57=1.74 ぐらい

つまり、もとの3つの数の比は

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53.8/12:5.1/1:41.1/16 とりあえずがんばってわり算します。

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ですか。

ここで、3つともながめていてはパニックになりますので、どれか2つをくらべます。

5.1:2.57=2:1

が見えますね。

4.48:5.1を1:1にみるのは少し無理がありますね。ですからこれは無視。

次は4.48を2.57で割ればいいです。(これがあなたが書いておられる一番小さな数で割るという作業です)

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パラの場合はニトロ基と水酸基が分子の間で水素結合しますので。沸点は高くなります。見かけの分子量が上がるわけですね。
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Q二酸化硫黄 SO2 の構造について

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Aベストアンサー

SO2 の電子式は以下のようになります(MSゴシックなどの等幅フォントで見てください)。

 ‥  ‥  ‥
:O::S::O:   電子式(a)

 ‥  ‥ ‥
:O::S:O:    電子式(b)
      ‥

価標を使って結合を表すと、構造式はそれぞれ

 ‥ ‥ ‥
:O=S=O:   電子式(a)に対応する構造式

 ‥ ‥ ‥
:O=S→O:   電子式(b)に対応する構造式
     ‥

のようになります。

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電子式(a)と電子式(b)のどちらが正しいのか?については、少し難しい話になるのですけど、#1さんのリンク先にあるウィキペディアの解説によると、
・二酸化硫黄 SO2 の電子式は配位結合を使わないで電子式(a)のように書くのがよい
・オゾン O3 の構造式は配位結合を使ってO=O→Oのように書くのがよい
ということになります。

「電子対反発則」を使うと、SO2分子が折れ線形になることを、SO2の電子式から説明できます。電子対反発則についての簡単な説明は、ネット検索ですぐに見つかると思います。電子対反発則にそれほど精通しなくても、
・H2Oの電子式から、H2O分子が折れ線形になることを説明できる
・CO2の電子式から、CO2分子が直線形になることを説明できる
ようになれば、SO2分子が折れ線形になることを、電子対反発則から説明できるようになります。

SO2が極性分子になることは、「二酸化炭素 CO2 が極性分子に“ならない”こと」が理解できれば、これらの分子の形から簡単に分かると思います。

SO2 の電子式は以下のようになります(MSゴシックなどの等幅フォントで見てください)。

 ‥  ‥  ‥
:O::S::O:   電子式(a)

 ‥  ‥ ‥
:O::S:O:    電子式(b)
      ‥

価標を使って結合を表すと、構造式はそれぞれ

 ‥ ‥ ‥
:O=S=O:   電子式(a)に対応する構造式

 ‥ ‥ ‥
:O=S→O:   電子式(b)に対応する構造式
     ‥

のようになります。

構造式で書くと明らかなように、電子式(a)では、SとOの間の結合は両方とも...続きを読む

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