
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
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)
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
-
プロが教える店舗&オフィスのセキュリティ対策術
中・小規模の店舗やオフィスのセキュリティセキュリティ対策について、プロにどう対策すべきか 何を注意すべきかを教えていただきました!
-
原子軌道の波動関数+-について
物理学
-
1s軌道と反結合性軌道について
化学
-
結合性軌道と反結合性軌道とは?
化学
-
4
波動関数のプラスマイナスは何を表しているんですか?
物理学
-
5
規格化に関して教えてください
化学
-
6
二酸化炭素の混成軌道の図を教えてください。 考え方が分かりません
化学
-
7
中和適定についてです
化学
-
8
波動関数の二乗は確率か確率密度か
物理学
-
9
e^(x^2)の積分に関して
数学
-
10
当量点の求め方
化学
-
11
窒素分子と酸素分子の電子配置について
化学
-
12
波動関数の負領域同士の重なり
化学
-
13
∫1/(x^2+1)^2 の不定積分がわかりません
数学
-
14
三価クロムイオンに水酸化ナトリウムを加えるとどのような色になりますか?
化学
-
15
ボーアモデルの欠点?
化学
-
16
1/(1-x)や1/(1+x)の積分形
数学
-
17
副生成物
化学
-
18
電子配置について
化学
-
19
分子軌道の青と赤の色分けの意味は?
化学
-
20
積分で1/x^2 はどうなるのでしょうか?
数学
おすすめ情報
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
人気Q&Aランキング
-
4
共役or非共役の見分け方
-
5
アミド結合とエステル結合
-
6
共有結合とイオン結合の強さ
-
7
π電子の数え方
-
8
HNO3のNO2部分の電子式はどのよ...
-
9
NO2はなぜイオンでないのですか
-
10
化学の質問です。
-
11
塩化ナトリウムはなぜ共有結合...
-
12
p軌道の「+」「-」とは?
-
13
毛糸への染色について
-
14
科学反応式の結合手の数を教えて!
-
15
結合軌道と反結合軌道の違い
-
16
熱化学 炭素 結合エネルギー
-
17
chem drawでトリテルペンのdien...
-
18
エクセル 同じ値、同じ色のみの...
-
19
オゾンの配位結合について
-
20
結合次数と結合エネルギーにつ...
おすすめ情報
公式facebook
公式twitter