炭素・窒素・酸素の有効核電荷の差

締切済

質問者：kazuyukiko
質問日時：2010/02/03 15:30
回答数：1件

無機化学について質問します。

炭素・窒素・酸素のp軌道電子の有効核電荷はスレーター規則によって概算することができて、実際に計算してみると、0.65ずつ増えていくことが分かります。

しかし、実際の値は炭素・窒素間では0.69、窒素・酸素では0.62と、無視できない差があります。これはなぜでしょうか？

（実際の値　炭素：3.14、窒素：3.83、酸素：4.45）

私の考えは、炭素から窒素になる際、炭素の空のｐ軌道に電子が入ることになるので、電子はそれぞれｘｙｚ方向へ分布します。一方、窒素から酸素になる際、ｐ軌道の一つに電子が2つ収容されるので、電子間反発がより大きくなる（＝より遮蔽され、有効核電荷が小さくなる）というものです。

また、酸素・フッ素の有効核電荷の差は0.65です。私の考えが正しいとすると、酸素・フッ素の有効核電荷の差は、さらに小さくなるはずですが・・・。

窒素のｐ電子のスピンがそろっている事で、安定化されるというのがありますが、安定化されている＝有効核電荷が大きい、と考えていいのでしょうか？

あまり考えがまとまらず、すみません。よろしくお願いします。

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No.1

回答者： doc_sunday
回答日時：2010/02/03 16:01

うーん、おっしゃりたいことは分かりますが、其の手の「科学」は計算機化学の初期には意味があったのですが、今は流行りません。

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bokoboko777さん、これでいかがでしょうか。

*1 (h, k, l)の組が共通因数を持つ場合には、共通因数で割り互いに素になるようにします。例えば(111)面とは言いますが(222)面なる表現は使いません。
*2 左辺はhx+ky+lzでよいとして、なぜ右辺がaまたは-aと決まるのか(0.37aや5aにならないのは何故か)は以下のように説明されます。
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次に右辺の最小値ですが、最小の正整数は1ですから平面hx + ky + lz = aが格子点を通るかどうかを調べ、これが通るなら隣の平面はhx + ky + lz = aであると言えます。このことは次の命題と等価です。
<命題>p,qが互いに素な整数である場合、pm+qn=1を満たす整数の組(m,n)が少なくとも一つ存在する
<証明>p,qは正かつp＞qと仮定して一般性を失わない。
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これから隣の平面はhx + ky + lz = aであると証明できます。ただここまで詳しく説明する必要はないでしょう。証明抜きで単に「隣の平面はhx + ky + lz = aである」と書くだけでよいと思います。

参考ページ：
ミラー指数を図なしで説明してしまいましたが、図が必要でしたら例えば
http://133.1.207.21/education/materdesign/
をどうぞ。「講義資料」から「テキスト　第３章」をダウンロードして読んでみてください。(pdfファイルです)

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