NH3とBF3の分子構造の違いって何ですか。おしえてください。   

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A 回答 (1件)

一番大きな差は構造です。

もちろんそれは量子化学的な裏付けがあっての事ですが。
三フッ化ホウ素は平面分子(D3h対称)です。当然双極子モメントは「存在しません」。↓(wiki)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E3%83%95% …
一方アンモニアは三角錐構造(C3v対称)をしています。さらに窒素と水素の電気陰性度の差により電子は窒素側に寄り、その上窒素上に非共有電子対までもっています。↓(wiki)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%B3% …
つまりアンモニアは電気双極子を持った極性分子です。

この回答への補足

説明ありがとうございます。

補足日時:2009/05/20 22:27
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この回答へのお礼

説明ありがとうございます。

お礼日時:2009/05/20 22:28

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Qアンモニアの双極子モーメントについて

アンモニアの双極子モーメントの方向がわかりません。
N-H間はδ-の原子からδ+の原子へ向かうベクトルということでN→Hとわかるんですが、孤立電子対はどのように考えればいいんでしょうか。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

分子の双極子モーメントは共有結合の電子対が、どちらの原子に引き寄せられているか、すなわち分極の程度で決まります。
アンモニアなら質問にあるとおり、N-H結合電子は窒素原子の方に引き寄せられています。
さて、質問にある孤立電子対ですが、これは窒素原子がもともと持っていたものですよね?
分極が関係してくるには、電子対が他の原子に引き寄せられたり、あるいはその逆に他の原子から電子対を引き付ける必要があります。
しかし孤立電子対はもともと窒素原子の物だったので、アンモニアを形成しても他の原子と共有していませんし、分極に関係してくることもありません。

Q双極子モーメントの求め方について

薬学1回生です。有機化学の教科書で、双極子モーメントというものがあるのですが、求め方がよくわかりません。教科書にはμ=q×r(q:電荷、r:両電荷間の距離)と書いてあります。
いったいどこを見て電荷や両電荷間の距離がわかるのですか?表などがあるのでしょうか?
お分かりの方がいらっしゃいましたら、詳しく教えていただけるととてもありがたいです。

Aベストアンサー

>いったいどこを見て電荷や両電荷間の距離がわかるのですか?表などがあるのでしょうか?

薬学1回生ということなので、これからいろいろ知識を獲得していかれることと思います。さて、直接的な答えにはなりませんが、参考URLの「電気陰性度と極性」のところは一読の価値があると思います。また、次のサイトも覗いてみてください。簡単な分子の双極子モーメントが与えられていたり、分子の形と双極子モーメントの関係などが載っています。
 http://www.keirinkan.com/
   ↓
  化学(2)
   ↓
 共有結合によって結びついた物質
以上、ご参考まで。

参考URL:http://www.shse.u-hyogo.ac.jp/kumagai/eac/chem/lec6-2.html

Q2つの分子の双極子モーメントの違い

アンモニア(NH3)とフッ化窒素(NF3)は両方ともピラミッド構造ですが、双極子モーメントは4.87*10^30 ,  0.77*10^-30と大きな違いがあるのはどうしてですか?
誰か詳しく知っている方がいたら教えてください。
たぶん水素とフッ素の電気親和力の違いが関係しているように思うのですが。

Aベストアンサー

 #1 さんがお書きの様に,考えないといけないのは「電気陰性度」の大きさと電気双極子の向きです。

 まず,「化学辞典」(東京化学同人)によると,アンモニア(NH3)とフッ化窒素(NF3)の双極子モーメントは 1.48Dと 0.235Dです(D:デバイ,1D=3.33564×10^(-30) C・m)。そして,N,H,Fの電気陰性度は 3.0, 2.1, 4.0 です。

 まず,アンモニア(:NH3,:は孤立電子対)を考えます。電気陰性度の差から,NーH間の電子はN側に片寄っています。片寄りの程度は両者の電気陰性度の差の 0.9 と考えます。この結合が3つありますので,ベクトル的に足し合わせます。

 さらに,窒素上の孤立電子対を考慮しますが。孤立電子対の電気陰性度はありませんが,電気双極子モーメントがN核から孤立電子対側に向かうのは間違いないですから,先のNーH間の電気双極子モーメントの和と同じ向きです。

 結果,分子全体では窒素核から孤立電子対の方向に向いた大きな双極子モーメントが存在する事になります。

 一方,フッ化窒素(:NF3)ですが,この場合はNーF間の電子はNからFに向かう電気双極子を生じます。つまり,NーF結合3本が生じる電気双極子の向きはN核と孤立電子対間の電気双極子の向きと反対になります。そのため,分子全体としては両者が打ち消しあい,フッ化窒素の双極子モーメントは小さくなります。

 いかがでしょうか。

P.S.
「電気親和力」とありますが,「電子親和力」の間違いです。御注意下さい。

 #1 さんがお書きの様に,考えないといけないのは「電気陰性度」の大きさと電気双極子の向きです。

 まず,「化学辞典」(東京化学同人)によると,アンモニア(NH3)とフッ化窒素(NF3)の双極子モーメントは 1.48Dと 0.235Dです(D:デバイ,1D=3.33564×10^(-30) C・m)。そして,N,H,Fの電気陰性度は 3.0, 2.1, 4.0 です。

 まず,アンモニア(:NH3,:は孤立電子対)を考えます。電気陰性度の差から,NーH間の電子はN側に片寄っています。片寄りの程度は両者の電気陰性度の差の 0.9 と考...続きを読む

Q双極子モーメントについて。

以下のどの分子が双極子モーメントを持つと予想されるか?

1、CCl4  2、CHCl3 3、水  4、CH3OCH3 4、CH3CH3  5、H2

よろしくお願いします

Aベストアンサー

#3です。
回答ちょっとめちゃくちゃになってます。ごめんなさい。
訂正です。

CCl4も対称中心を持ちます。

また、CH3OCH3も水と同じように折れ曲がっているので、対称中心はありません。

したがって、予想は、CHCl3、水、CH3OCH3です。

あと、予想するとすれば、水にいくらかでも溶けるかどうか知っていれば、
溶けるものは極性がある=双極子モーメントを持つ
とでも予想できます。

Q双極子モーメントの問題について

クロロホルムの双極子モーメントをもとめたいのですが、電気陰性度の差を考えるところまでは分かりました。クロロホルムは正四面体の形をとると思うのですが、そこからベクトルの計算が出来ません・・・。
結合角はすべて110度で計算しています。どなたか教えていただけませんでしょうか?

Aベストアンサー

クロロホルムの双極子は各結合の双極子の合成と考えますと、
1本の C-H と3本の C-Cl ですが、3本の C-Cl はベクトル合成すると
対称性から C-H と同一軸上になります。この軸上成分だけを向きに注意して
合成すれば求まります。H-C-Cl の角度θ として C-Cl の C-H 軸成分は
δ[C-Cl] * cos θ の3本分です。これに δ[C-H] を合成です。

Qニトロフェノールのオルト体とパラ体

 ニトロフェノールのオルト体とパラ体では沸点が相当違いますよねぇ・・・。ニトロ基の場所の違いがどうして沸点の差に結びつくんでしょう?沸騰するっていうのは蒸気圧=外圧になるってことですよねぇ。となると、パラ体の溶液のほうが外圧が高くなるってことでしょうか?それとも蒸気圧が低くなるのでしょうか?でも、なんでニトロ基の場所が違うだけで、そんなことが起こるノー--?
 教えてくださいっっ!!寝れません!!

Aベストアンサー

原因は分子間水素結合をするか、分子内水素結合(キレーション)をするかです。
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。
しかし、オルト体では分子模型を作って頂くと良く分かるのですが、水酸基とニトロ基はとなりあい、分子内の官能基で水素結合を起こします。この現象をキレーションと呼びます。このためオルト、パラと比べて分子単体でいる確率が高くなります。ゆえに他の二つと比べて沸点が下がります。
この現象で同様に溶解度の説明も出来ます。溶解するためには、水和する必要があるわけですが、先の理由によりオルト体では水酸基が水和できない状態になっています。従って溶解度が下がります。パラとメタの差については電子の吸引で説明できます。パラの方がより酸性に傾くわけです。
なお補足ですが、確かパラ体では沸点がなかったのではないでしょうか?その前に分解してしまうはずです。

Q双極子モーメント

二酸化炭素の双極子モーメントは0ですが、二酸化硫黄の双極子モーメントは0ではない。この2つの構造にはどういう違いがあるのですか?

Aベストアンサー

 
有機化学者の rei00 です。

 「どうして、折れ線構造をとるのでしょうか・・・。」についてです。有機化学者としては,「二酸化炭素の双極子モーメントは0ですが、二酸化硫黄の双極子モーメントは0ではない。」から,それぞれの構造を直線構造と折れ線構造だと考える。すると,前者の炭素は sp^2 混成軌道をとり,後者の硫黄は sp^3 混成軌道をとると考える所です。

 しかしこれでは回答になっていませんので,「なぜ?」に対する私流の解釈をご紹介します。なお,私は有機化学者で量子化学は専門ではない(それどころか苦手でした)ので,間違っているかも知れません。その時は専門家の方,遠慮なく訂正して下さい。

 では,本論です。

 まづ,直線構造か折れ線構造かは中心原子(硫黄と炭素)の性質の違いによる事はお分かりになりますね。ここで,硫黄原子の最外核電子は,3s 軌道に2個,3p 軌道に4個(3px に2個,3py と 3pz に1個づつ)入っています。

  S:3s(↑↓)2px(↑↓)2py(↑ )2pz(↑ )

同様に炭素原子の場合は,次の様になります。

  C:2s(↑↓)2px(↑ )2py(↑ )2pz(  )

 ここで,より簡単な炭素の場合から説明しますが,電子同士はお互いに離れてできるだけ広い場所を占める方が安定になります。すると炭素原子の場合,2pz 軌道が空で存在します。ですので,2s 軌道にある電子の1個を 2pz 軌道に出せば(昇位といいます)安定化できます。もちろん,電子を昇位させるにはエネルギ-が必要ですが,その分は酸素との結合形成による安定化エネルギ-で賄われますので,実際に昇位させて sp 混成軌道を作り,酸素と結合します。

  C:sp(↑ )sp(↑ )2px(↑ )2py(↑ )

 ここで,2pz 軌道は直線性の軌道であり,2s 軌道は球軌道です。そのため,生じる混成軌道(sp 軌道)も直線性の軌道になります。

 あとは,2つの sp 混成軌道がそれぞれ酸素とσ結合を形成します。ただ,これだけでは炭素の電子2個は対にならずに存在しますので,酸素上の p 電子とそれぞれπ結合を形成して,直線構造の CO2 (O=C=O) 分子になります。

 一方,SO2 の場合ですが。S 原子は上記の様に 3s, 3px, 3py, 3pz の全てに電子が存在します。しかし,s 軌道よりも p 軌道の方が広がりがあります。また,上では 3px に電子が2個入っていますが,py 軌道と pz 軌道は1個しか入っていません。そのため,3s 軌道を仲立ちとして 3py, 3pz の混成が起こります(px, py, pz は直交していますので,s 軌道無しでは混成できません)。その結果,3つの sp^2 混成軌道が生じます。

  S:sp^2(↑↓)sp^2(↑ )sp^2(↑ )

 spy, spz は直交しています(角度 90°)が s 軌道が混じりますので,sp^2 軌道は平面性の軌道になり,3つの sp^2 軌道の相互の角度は約 120°になり,硫黄原子はこの2個の不対電子で酸素原子と結合しますので,SO2 は折れ線構造になります。

 いかがでしょうか。かえって混乱させちゃったでしょうか。

 

 
有機化学者の rei00 です。

 「どうして、折れ線構造をとるのでしょうか・・・。」についてです。有機化学者としては,「二酸化炭素の双極子モーメントは0ですが、二酸化硫黄の双極子モーメントは0ではない。」から,それぞれの構造を直線構造と折れ線構造だと考える。すると,前者の炭素は sp^2 混成軌道をとり,後者の硫黄は sp^3 混成軌道をとると考える所です。

 しかしこれでは回答になっていませんので,「なぜ?」に対する私流の解釈をご紹介します。なお,私は有機化学者で量子化学は専門で...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。
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BF3のルイス構造式の書き方がわかりません。
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この場合はB-Fの結合をどれか2重結合にして形式電荷を使って書くのでしょうか。それともオクテット則満たさないけれどB-Fの結合はすべて等価にして書くのでしょうか。

Aベストアンサー

>B-Fの結合をどれか2重結合にして形式電荷を使って書くのでしょうか。
共鳴構造を書こうとしていますか? F2B^-=F^+みたいな。
仮にそうだとすると、間違ってはいないでしょうが、寄与率は低いでしょうね。

それよりは隣のBF3分子のFからBの空軌道へ共有電子対の供与(配位結合)が生じて安定化すると考えたほうがよいでしょう。

3本の結合が等価かどうかは、結晶構造、赤外分光などの文献値からわかることです。お調べください。

QPF5のP原子はどのような混成をし、どのような分子構造

すみませんが、PF5のP原子はどのような混成をし、どのような分子構造をとるか教えて下さい。

Aベストアンサー

> 混成
「sp^3d」と思われます。

> 分子構造
「三角両錐構造」と思われます。
http://plus.maths.org/issue39/features/colva/
↑のサイトの下から2つめの画像を参照して下さい。


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