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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?

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A 回答 (2件)

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。

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質問の意図がわかりませんが、普通に考えれば2でしょう。

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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電子軌道のエネルギー準位

電子軌道のエネルギー準位は内に行くほど低くなる、と書いてあるのですがエネルギー準位とは何ですか?

また、電子がエネルギー準位の低いところから埋まっていく理由も教えてください。

Aベストアンサー

例えば次のURLを参考にされてはいかがでしょう。

http://hyper-chemistry.blog.so-net.ne.jp/2011-03-02

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。

QN3-の構造

窒素原子が3つ結合している1価の陰イオンですけど
どんな構造しているのですか?

Aベストアンサー

N3-ですね。
有名になったアジ化ナトリウム(NaN3)の陰イオン部分です。

Nは全部で5つの価電子を持っていて、通常、
3つの結合に使う電子と、1つの非共有電子対という形をとります。
しかし、アンモニアのように4つの手を持って、陽電荷を持つこともあります。


そこで、考えられるこの分子の構造は、

::N=N=N::
(左からNは、-、+、-の電荷を持っていると考えます。)

上の:は非共有電子対、=は二重結合です。
それぞれの原子価を考えれば、電子が多くなっている方が-
電子が少なくなっている方が+と考えれば、
全体的に1+と2-で 1-の状態にあることがわかると思います。

この状態では、二酸化炭素(::О=C=О::)と同じ形なので
直線分子です。

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。

Q等核2原子分子の磁性について

大学の問題で判らないものがあって困っています

酸素分子は磁石にひきつけられるが、窒素分子は磁石にひきつけられない。
この理由を分子軌道や電子配置などを使って説明せよ。

というものです
教科書を読むと、窒素では使わなかった電子軌道を酸素では使い、2つの電子スピンが平行になり磁性を示す、というようなことが書いてあるんですが、説明が短すぎて理解できません。

誰かわかりやすく説明してください。お願いいたします

Aベストアンサー

http://plaza.harmonix.ne.jp/~lifeplus/pict/radical.html#anchor17871753
のページに酸素の常磁性についてのわかりやすい絵があります。

これからエネルギーの高い軌道の2個の電子を取り去ったのが窒素分子ですので,
なぜ,窒素が磁性を持たないかわかると思います。

Qp軌道の「+」「-」とは?

大学の有機化学の授業で電子の分子軌道について習ったんですが、その教科書にあるp軌道の図で「+」と「-」とかかれていたりします。
これは何を表しているのでしょうか??
教えて下さい。

Aベストアンサー

p軌道(の波動関数の図、電子雲の図)に示された「+」「-」は、波動関数の正負を示しているものです。
結合性軌道・反結合性軌道のお話と関連してはいますが、結合性軌道、反結合性軌道そのものを表す符号ではありませんからご注意ください。

量子力学では「波動関数」という概念が出てきます。これは古典力学には存在しない概念なのでとっつきにくいものではありますが、ψ(x,y,z)という波動関数があったなら絶対値の2乗、すなわち|ψ(x,y,z)|^2がその場所(x,y,z)での粒子の存在確率を示す、と解釈されています。|ψ(x,y,z)|^2は存在確率ですから負の値にはなりませんが、ψ(x,y,z)自体は負の値を取ることも許されます*1。
p軌道とはそのような波動関数のうち、原子の周辺に広がっているもの(の一つ)です。下の図はp軌道を模式的に書いたもので、中心の原子核から電子雲が上下に伸びています。電子雲が「濃い」場所は波動関数が大きな絶対値を持ち電子の存在確率が高い場所です。より詳細な図は教科書で見て下さい。
図には+や-の記号が入っていますが、上側に伸びている部分では波動関数は正の値を、下側の部分では負の値を取ることを表現しています。ただ正であっても負であっても、絶対値さえ大であれば|ψ(x,y,z)|^2が大きいことになりますから、その場所では電子雲は濃く電子の存在確率は高いということになります。

▽+
●原子核
▲-
p軌道の模式図

さて次に原子の結合を考えます。この部分をまた一から説明するとなるとここでは書き切れませんが、結論だけ書くと「プラスの部分同士、マイナスの部分同士が重なる時に結合する」ということになります。下の図をご覧下さい。
結合まで考えると波動関数の正負が重要になってくるわけです。

▽+ ▽+
●   ●
▲- ▲-
結合する(結合性軌道)

▽+ ▼-
●   ●
▲- △+
結合しない(反結合性軌道)

お答えになりましたでしょうか。

*1 Schroedinger方程式は線形方程式ですから、ψ(x,y,z)がその解であればCψ(x,y,z)もまた解となり得ます(Cは定数。負であってもよい)。ただし規格化の要請、すなわち|ψ(x,y,z)|^2を全空間にわたって積分した時に1になるように、との条件がありますからCの絶対値は1つに限られます。
ただ絶対値は決まったとしても、exp(iα)だけの不定性は残ります(iは虚数単位、αはある実数定数。ご存じかと思いますがexp(x)とはeのx乗のことです)。ψ(x,y,z)が(規格化までされた)解であるなら、exp(iα)×ψ(x,y,z)もまた規格化された解になる、ということです。exp(iπ)=-1、exp(0)=1ですから波動関数が正か負かというのは絶対的に定まっているものではなく、実は相対的なものです。(この話はちょっと難しいので無理に理解しなくても結構です)

p軌道(の波動関数の図、電子雲の図)に示された「+」「-」は、波動関数の正負を示しているものです。
結合性軌道・反結合性軌道のお話と関連してはいますが、結合性軌道、反結合性軌道そのものを表す符号ではありませんからご注意ください。

量子力学では「波動関数」という概念が出てきます。これは古典力学には存在しない概念なのでとっつきにくいものではありますが、ψ(x,y,z)という波動関数があったなら絶対値の2乗、すなわち|ψ(x,y,z)|^2がその場所(x,y,z)での粒子の存在確率を示す、と解釈されています。...続きを読む

QCrの電子配置がなぜ3d軌道に5個、4s軌道に1個になるのですか?

電子配置のことなんですが、遷移元素の原子番号24番のCrの電子配置がなぜ3d軌道に5個、4s軌道に1個はいるのかわからないんです。前の23番の元素Vは3d軌道に3個、4s軌道に2個はいってるので、次のCrはこれでいくと3d軌道に4個、4s軌道に2個になるはずじゃないんでしょうか?これと同じことが、NiとCuでも起こっているのですがなぜなんでしょうか?

Aベストアンサー

定性的な説明ですが、3d軌道に電子が半分充足された状態(Cr)や完全に充足された状態(Cu)がエネルギー的に特別、安定になるからです。4f軌道についても同様です。

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

Q吸光度の単位

吸光度の単位は何でしょうか!?
一般的には単位はつけていないように思われるのですが。。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。


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