マンガでよめる痔のこと・薬のこと

化合物の結合次数の求め方がわかりません。

COの結合次数は???CNの結合次数は???などといった問題です。

同じ物質同士の結合次数は求めることができます。
例えば、C2の結合次数は6(number of bonding e)-2(number of antibonding e)/2で求められることは理解していますし、ほかにも、N2やO2などの結合次数も、求めることができます。

でも、COやCN・・・となったら、どう計算していいのか分りません。

詳しい方、宜しくお願いします。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (2件)

二原子分子の結合次数の話ですよね。



COやCNなどの異核二原子分子の結合次数も、C2やN2やO2などの等核二原子分子の結合次数と同様に
(結合性MOにある電子数ー反結合性MOにある電子数)÷2
で求めることができます。できるのですけど、異核二原子分子の結合次数は、等核二原子分子のそれとは違って、いくぶん曖昧なものです。というのは、異核二原子分子のMOを結合性MO,反結合性MO,非結合性MOに分類するときの基準が、いくぶん曖昧なものだからです。

等核二原子分子の場合は、
 σg, πu:結合性MO
 σu, πg:反結合性MO
というように、MOを結合性MOと反結合性MOに分類することができます。この分類は軌道の対称性で決まりますので、曖昧さなしに結合性MOと反結合性MOを区別することができます。

それに対して、異核二原子分子の場合は、gerade/ungeradeの別がありませんので、結合性MOと非結合性MO、非結合性MOと反結合性MOの境界は明確にはありません。そのため、「見た感じ」とか「そう考えればつじつまがあう」とかの、少し曖昧な基準でMOを結合性MO,反結合性MO,非結合性MOに分類します。

結合性MO,反結合性MO,非結合性MOの分類が何らかの方法ですでになされているのなら、異核二原子分子の結合次数は、等核二原子分子と同じ式で求めることができます。非結合性MOにある電子の数は、結合次数には関係しないので、式の中には入ってきません。

なお、分子軌道計算ソフトウェアを使って異核二原子分子の結合次数を計算する方法もありますが、この場合は、等核二原子分子の結合次数の計算式も(結合性MOにある電子数ー反結合性MOにある電子数)÷2とは違う式を使いますので、この方法についての説明は割愛します。
    • good
    • 1

何を基準に「結合次数」を求められているか理解できません。


>例えば、C2の結合次数は6(number of bonding e)-2(number of antibonding e)/2で求められることは…
これは通常の「化合物」の結合次数ではありません。不可解な定義です。C2フラグメントの励起状態に相当します。
C2フラグメントの基底状態は・C≡C・の構造を持ちsp軌道に二つの不対電子を持つビラジカルで、1重項か3重項かであり結合次数は3です。反結合軌道は空です。
分子内だとしたら炭素/炭素結合の外側に何か付いているのか、いないのか示して下さい。
COを上げられていますが、炭素鎖中のカルボニルなのか、一酸化炭素なのかも分かりません。
CNに至ってはシアノ基なのかシアン化物イオンなのかラジカルかそれともカチオンかまるで分かりません。
    • good
    • 2

このQ&Aに関連する人気のQ&A

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

Q窒素のイオンの結合次数

窒素分子(N2)の結合次数は(6-0)/2=3ですよね、
イオンN2^2-の結合次数はいくつですか?

Aベストアンサー

N2^2-は酸素と同じ電子配置になり、π*に二つの電子が入るため基底状態は三重項で、結合次数は二になると思われます。

Q結合次数

等核二原子分子は、結合次数が大きくなると、原子間の距離や解離に必要なエネルギーはどのように変化するのですか?

Aベストアンサー

一般論としては, 結合次数が大きくなると結合が強くなるので核間距離は小さく (つまり近く) なり解離エネルギーは大きくなる... んだけど, こんなのちょっと考えれば当然だよなぁ. ん~, 何を疑問にしているんだろ....

QCO2の混成軌道

CO2のVB法でC]haSP混成軌道でOがSP2混成軌道になるのがよく分かりません。OはSP軌道ではいけないんですか?

Aベストアンサー

VB法とか関係なしに電子対が1つあると軌道が一つ増えます。
軌道は、s→p(x)→p(y)→p(z)→d・・・と増えていきます。

ここで、二酸化炭素の結合状態を考えます
O=C=O
ですね?これを電子式であらわすと
http://www.miyazaki-c.ed.jp/miyazakiminami-h/media/elearn/bakegaku/co2.gif
になります。

酸素の周りには、電子対が3つなので、軌道三つ分(SPP混成軌道)
炭素の周りには、電子対は2つなので、軌道二つ分(SP混成軌道)
になります。


別の例
水 H-O-H
http://www.miyazaki-c.ed.jp/miyazakiminami-h/media/elearn/bakegaku/h2o.gif

水素の周りの電子対は1つ:S軌道
酸素の周りの電子対は4つ;SPPP混成軌道(SP3混成軌道)


メタン CH4
http://www.miyazaki-c.ed.jp/miyazakiminami-h/media/elearn/bakegaku/ch4.gif

炭素の周りの電子対4つ:SPPP混成軌道(SP3混成軌道)
水素の周りの電子対1つ:S軌道


ちなみに「混成軌道」っていうのは2つ以上の軌道が混じってることです。(SP混成軌道とか)
なので、1つの軌道しかないS軌道はS混成軌道なんて言いませんよ。

VB法とか関係なしに電子対が1つあると軌道が一つ増えます。
軌道は、s→p(x)→p(y)→p(z)→d・・・と増えていきます。

ここで、二酸化炭素の結合状態を考えます
O=C=O
ですね?これを電子式であらわすと
http://www.miyazaki-c.ed.jp/miyazakiminami-h/media/elearn/bakegaku/co2.gif
になります。

酸素の周りには、電子対が3つなので、軌道三つ分(SPP混成軌道)
炭素の周りには、電子対は2つなので、軌道二つ分(SP混成軌道)
になります。


別の例
水 H-O-H
http://www.miyazaki-c.ed.jp/mi...続きを読む

Qエネルギー準位図のかきかた

今大学一年です。
分子軌道法を用いて説明するときの、エネルギー準位図をかくとき、π結合の軌道を一重線のときや二重線のときがありますが、これはどう違うのでしょうか?

初歩的な質問なので教授にも聞けず…どなたかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

>π結合の軌道を一重線のときや二重線のとき
これはベンゼンのときなど「対称性が高い」場合に現れます。
ベンゼンのp軌道からつくられるπ軌道のHOMO、π*のLUMOは同じエネルギーの軌道が二つずつあります。
化学では「縮重」、物理では「縮退」と呼びます。
対称性が高い分子の場合に見られます。
電子のエネルギーレベルだけでなく振動エネルギーの軌道などでも見られます。
原子の軌道でも、px、py、pzなどは縮重しています。
分子の場合ベンゼン以外で良く知られているのは三重項酸素の反結合軌道(LUMO)二つの縮重です。

QN原子のsp3混成軌道について教えてください.

とある教科書で
N原子の基底状態
1s (↑↓)
2s (↑↓)
2p (↑↑↑)
となっており,sp3混成軌道をとる場合については
1s (↑↓)
sp3 (↑↑↑↑)
というような表記がされていました.

率直に・・・これは正しいのでしょうか??
正しいのであれば,sp3混成軌道をとる場合,電子が一つ足りないのはなぜなのか.
また,間違っている場合は,電子の正しい軌道配置?を教えて頂ければと思います.

色々自分で調べては見たのですが,ほとんどの説明はカーボン原子で説明されているため,N原子についてはほとんど見あたりませんでした・・・.

御存知の方おられましたら,書き込みよろしくお願いします!!

Aベストアンサー

間違ってます。

1s  (↑↓)
sp3 (↑↓、↑、↑、↑)

が正しい電子配置です。
四つの等価なsp3軌道のうち一つにはスピンが逆向きになるよう二つの電子が
収容され、残り三つに一つずつ電子が入ります。

電子が二つはいった軌道は非共有電子対に相当し
一つだけ入った軌道は不対電子に相当します。

Q銅イオンと銅の電子の入り方

化学の授業で、
「Cuの電子配置は
 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6)3d(10)4s(1)
 ですが、
 2価イオンになる時には4sから2個の電子が取れる」、という説明を受けました。
普通に考えたら、電子は4sから1個と3dから1個が取れるような気がするんですけど…何かそういうルールがあるのでしょうか???

Aベストアンサー

Cuの電子配置 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6)3d(10)4s(1)
Cu2+の電子配置 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6)3d(9)
であってます。

Cu+は通常スピンレスなので、電子配置は 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6)3d(10)
と考えられますので、Cu2+になるときは4sから1個と3dから1個が取れるで良いと思います。

Qo-ニトロアニリンとp-ニトロアニリン

薄層クロマトグラフィーで、o-ニトロアニリンとp-ニトロアニリンを分離すると、何故o-の方が長距離進むのでしょうか。

溶媒のジクロロメタンにはp-の方がよく溶けるようですし、極性もo-の方が高いのでは??
と、未熟な私には分かりません。どなたかお願いします

Aベストアンサー

o-ニトロアニリンの場合にはアミノ基の水素とニトロ基の酸素との間に分子内で水素結合ができます。
そのために、p-ニトロアニリンと比較して分子間の水素結合ができにくくなり分子間の引力が減少します。同様の理由で薄層クロマトの固定相(シリカゲル?)と引き合う力もo-ニトロアニリンの方が小さく、展開溶媒の移動にともなう移動距離が長く(Rf値が大きく)なるものと考えられます。

Qσ結合、π結合、sp3混成???

こんにちわ。今、有機化学の勉強をしているのですが、よくわからないことがでてきてしまったので質問させていただきます。なお、この分野には疎いものなので、初歩的なことかもしれませんがよろしくおねがいします。

題名の通りで、σ結合、π結合、混成軌道とはどういう意味なのですか??手元にある資料を読んだのですが、全くわからなかったので、どなたかお教えいただければ幸いです

Aベストアンサー

σはsに対応しています。sとsの結合でなくともsとp他の結合でも良いのですが、対称性で、「結合に関与する(原子)軌道が(分子軌道でも良い)結合軸に関して回転対称である」つまり結合軸の周りにどの様な角度回しても変化のない結合です。
πはpから来たもので、結合が「結合に関与する軌道(同上)が結合を含む面内に『一つ』の節を持ち結合軸上に電子密度のないもの」を指します。当然sは使えませんpかdかから作ります。
混成軌道:例えばs1p3の軌道があったときこれらからsp+2×p、sp2+p、sp3のいずれの組み合わせを(数学的に)作っても、どれもが四つの「直交した」軌道になります。
この様に「典型的な」表現から他の数学的に等価な(直交した)はじめの軌道数と同数の軌道を作り出したものです。
もっぱら化学結合の立体特異性を説明するのに使われます。
ライナス・ポーリング先生達が考え出したもののようです。

QNaBrの格子エネルギーの計算

(1) Na(固) = Na(気) - 109kJ



(5) Na(固) + 1/2 Br2(気) = NaBr(固) + 361kJ
といった感じで5つの式があり、NaBrの格子エネルギーを求めよ
という問題なのですが、
格子エネルギーはイオン結晶のイオン結合を切断するのに必要なエネルギーのことだと思うのですが、
それは(5)の式の361kJを移行した
NaBr(固) = Na(固) + 1/2 Br2(気) - 361kJ
で361kJが答えというのとは違うんでしょうか?
これだと他の式がある意味がないので違うんでしょうが、
どのように計算すればいいのか分からないので教えてください。

Aベストアンサー

>格子エネルギーはイオン結晶のイオン結合を切断するのに必要なエネルギーのことだと思うのですが

この定義が曖昧です。「切断する」と書かれていますが切断された後の成分イオンの状態についてはどのようなものを考えておられますか。
手元にある化学辞典を調べてみました。
「絶対零度において結晶格子を形成している構成粒子(原子、分子、イオン)を互いに相互作用がなくなるまで引き離すのに必要とするエネルギー」
であると書かれています。凝集エネルギーと同じものです。
構成粒子を互いに相互作用がなくなるまで引き離すということがポイントです。
イオン結晶であれば「正、負のイオンが無限の遠方にある状態に持っていく」ということです。

>NaBr(固) = Na(固) + 1/2 Br2(気) - 361kJ

右辺はNa(固)、Br2(気)になっています。
Na(固)はNaの集合体です。
Br2(気)は分子です。
結合エネルギーは右辺がバラバラのイオンになっていなければいけません。
NaBr(固)=Na++Br-+QkJ

そのために
Na(固)→Na(気)→Na+
(1/2)Br2(気)→Br→Br-
というステップを考えているのです。

化合物1molを成分元素の単体から作るとした時の反応熱は生成熱と呼ばれているものです。

(1)は金属ナトリウムの格子エネルギー(凝集エネルギー)を表していることになります。

御質問は格子エネルギーを実験的に求める方法に関するものです。
静電エネルギーの値を求める方法は固体物理の教科書(例えばキッテルの本)に載っています。
マーデルング定数という量も参考にしてください。
NaCl型の結晶でのマーデルング定数の値は1.7476です。
キッテルの本に載っているNaBrの格子エネルギーの実測値は730kJ/molです。

おまけ
キッテルの教科書ではNaClの格子エネルギーの説明の文中に「NaCl1分子当たり」という言葉を使っています。
章のタイトルが「イオン結晶」になっているのに文中で「分子」という言葉を使っているのです。気に入りません。こういうのは物理の人に共通の使い方のようです。


>格子エネルギーはイオン結晶のイオン結合を切断するのに必要なエネルギーのことだと思うのですが

この定義が曖昧です。「切断する」と書かれていますが切断された後の成分イオンの状態についてはどのようなものを考えておられますか。
手元にある化学辞典を調べてみました。
「絶対零度において結晶格子を形成している構成粒子(原子、分子、イオン)を互いに相互作用がなくなるまで引き離すのに必要とするエネルギー」
であると書かれています。凝集エネルギーと同じものです。
構成粒子を互いに相互作...続きを読む


人気Q&Aランキング