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講義でラジカルという言葉が出てきて、調べたんですがいまいちよくわかりません。どういうことか詳しく教えていただけませんか??

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A 回答 (8件)

rei00 です。

sayshownagon さんの御質問(?)に回答しておきます。

> H2(分子)→2H・とか書きますよね。
> この場合「H・」は水素ラジカルという意味かな?
> なんて思ってました。
>(「H・」は原子だなんていじめないでね。)

 虐めるつもりはありませんが,「H・」は水素原子です。と同時に,不対電子を持ってますから「ラジカル」でもあり,その場合は「水素ラジカル」となります。

 では,「水素原子」と「水素ラジカル」のどちらが普通かですが,これはどちらも普通に使います。その時の状況で適切な方を使うだけです。

> O2(分子)→2O・なんてもありますよね。

 あまりこう言った書き方はしない様な気もしますが,あえて書くなら, O2 → 2・O・ ですね。

> 私しゃ、長いことずーと「O・」こと酸素ラジカル
> とか呼んでました。これは何と呼べば,,,?

 水素の場合と同じで「酸素原子」か「酸素ラジカル」でしょうね。実際は「酸素ビラジカル」ですが,「酸素ラジカル」で通じてたと思います。

 これで分かる様に,多くの(殆どの)元素は原子状態で「ラジカル」です。そのため不安定で,原子状態では存在できません。そこで,「不対電子」を「電子対」にして安定化するために,沢山集まって金属結合を作ったり,適当な相手に電子を与えて(又は,適当な相手から電子を奪って)イオンになったり,共有結合を作って分子になったりするわけです。
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rei00さんありがとうございます、勉強になります。


ずにのって、また、教えてください。

例えば、
H2(分子)→2H・とか書きますよね。
この場合「H・」は水素ラジカルという意味かな?なんて思ってました。
(「H・」は原子だなんていじめないでね。)
O2(分子)→2O・なんてもありますよね。
私しゃ、長いことずーと「O・」こと酸素ラジカルとか呼んでました。これは何と呼べば,,,?

確かに原子団じゃなくてもラジカルってました、私は。間違ってました。反省しますゆるしてね。
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rei00 です。

酸素分子がラジカルかどうかについて補足いたします。

 ラジカルの定義ですが,「化学辞典」(東京化学同人)には『不対電子を持つ分子種(または原子)を遊離基,フリーラジカルまたはラジカルという』とあります。

 では酸素分子の電子状態ですが,参考 URL(かがくののおと 8)に「酸素分子の電子配置」が出ていますので御覧下さい。これで分かる様に,酸素分子では2つの反結合性π軌道に電子が1個づつ入った状態です。これらの電子は対になっていない「不対電子」ですから,ラジカルです。ただし,不対電子が2個ありますから,2の意味の接頭辞「ビ」を付けて「ビ・ラジカル」と言います。

 ついでに,「項」の事も簡単に説明しておきます。電子1個はスピン量子数 +1/2 又は -1/2 を持っています。そして,対になる時にはスピン量子数 +1/2 と -1/2 の電子が対になります。参考 URL で↑と↓で示してあるのがそうです。

 さて,項数は,分子全体のスピン量子数の合計を I すると,項数=2I+1 で求まります。つまり,全ての電子が(共有電子対であっても非共有電子対であっても)対になっている場合,スピン量子数の合計 I は0になります。結果,項数は1になります。これが一重項状態です。

 通常のラジカルの場合,不対電子は1個ですからスピン量子数の合計 I は 1/2 になり,項数=2I+1=2 になります。そのため,不対電子を1つ持つラジカルは二重項状態です。

 さて,酸素分子ですが,上記の様に不対電子が2個あります(ビラジカル)ので,スピン量子数の合計 I は1です。項数は 2I+1=3 になりますので,酸素分子は三重項状態です。

 いかがでしょうか。酸素分子の電子状態については,「物理化学」,「無機化学」,「量子化学」辺りの教科書に出ているかと思います。

参考URL:http://www4.ocn.ne.jp/~quimica/c_note08.html
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1)同一分子を「基」というか疑問です。

通常、ニトロ
  基とかアミノ基っていうし。ラジカル=遊離基な
  ら、酸素分子は違ううじゃないかしら?
2)分子軌道法って詳しくないけど、「ラジカル」っ
  て、三重項でしたっけ?酸素分子は三重項ですよ
  ね。通常、基底状態の分子は一重項、ラジカルは
  二重項じゃなかた?
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rei00 です。



 #2 さんが丁寧な説明をされていますので,言う事はないのですが,こんなページがありました。

  ◎ 「・」(ラジカル)

 ところで,酸素分子がラジカルかどうかで意見が割れているようですが,『酸素分子は不対電子を2つ持ち,三重項状態のビラジカル』です。

> 不対電子と非共有電子対は違います。酸素分子が持っているのは「非共有電子対」です。

 酸素分子は,各酸素に「非共有電子対」2組と「不対電子」1個を持ち,「共有電子対」1組で結合した構造をしています(↓,「・」は不対電子。「 _ 」や「  ̄ 」は非共有電子対。「 ー 」は共有電子対)。
    _ _
   ・OーO・
     ̄  ̄
> 酸素が反応性に富むのはラジカルだからではなく、「三重項」だからです。

 不対電子が無いと一重項,1個あると二重項,2個あると三重項です。ですので,「三重項」の酸素分子はラジカル(分子内にラジカルが2個あるので,ビラジカル)です。ラジカルですので,通常の状態でも反応性に富み,金属を錆びさせる事になります。

 この様に,「三重項」状態の酸素が示す反応は,ラジカルとしての反応です。光照射等一重項に励起されると,二重結合に基づく反応性を示します。

> アニオンは電子が一つ多くあり、電荷がマイナスに偏った遊離基、カチオンは電子が一つ少なく、電荷がプラスに偏った遊離基、

 通常のアニオン(OH-, Cl-, NO3- 等)は「非共有電子対」は持ってますが「不対電子」は持ってませんので,「遊離基(ラジカル)」ではありません。同様に,通常のカチオン(H+, Na+, NH4+ 等)も「非共有電子対」は持ってますが「不対電子」は持ってませんので,「遊離基(ラジカル)」ではありません。

参考URL:http://www.chem-station.com/yukitopics/radical.htm
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ラジカルとは日本語で遊離基と訳されるもので、不対電子を持った原子団(基)です。


また、極めて反応性に富み、通常状態存在することはできません。生成したとしても「拡散律測」に近い速度で消滅します。通常、自然界では存在することはありません。

>空気中の酸素も、実はラジカル状態なんですね。
不対電子と非共有電子対は違います。酸素分子が持っているのは「非共有電子対」です。ラジカルが持っているのは「不対電子」です。ちなみに「ラジカルは二重項」「酸素は三重項」です。酸素が反応性に富むのはラジカルだからではなく、「三重項」だからです。

アニオンは電子が一つ多くあり、電荷がマイナスに偏った遊離基、カチオンは電子が一つ少なく、電荷がプラスに偏った遊離基、中性(電荷の偏りがない)ものをラジカルと称します。ラジカルが良く生成するのは光化学反応です、もちろん他にもありますがね。
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passelさん、こんにちは。


化学を専攻されているのでしょうか。
専門じゃないので、簡単にしか分からないのですが、

ラジカルとは。
原子をとりまく電子のうち、普通は2つずつペアですよね?(共有電子対)
それが、何らかの条件で、同じ軌道上に1つしかない電子のこと(不対電子)をいいます。

中性子を1つ追加・除去した、ラジカルアニオンとかラジカルカオチンとかもあるそうです。

空気中の酸素も、実はラジカル状態なんですね。

・O-O・
みたいな状態なので、2つの不対電子を共有する
2つのラジカル(ビラジカル)だとみなすことができます。

さて、ラジカルの特徴は

1.明らかに不安定な状態であるので、反応性に富みます。
 短寿命の中間体として存在します。かなりの速さで他の非ラジカルと結合して
 別の化合物を生成します。
2.独自の反応性があります。
3.イオン反応に比べて、立体障害や溶媒効果を受けにくい。
4.極性変換ができる。

などです。
ご参考になればうれしいです。
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この回答へのお礼

本当にありがとうございます!!!!
かなりの参考にnarimadsita!!感謝です。今後ともよろしくお願いいたします。

お礼日時:2003/07/10 13:01

 「講義」とおっしゃるところを見ると,大学生の方ですね。

でしたら,図書館へ行って「有機化学」の教科書を御覧になって下さい。必ず出ています。

 ここで『詳しく』は難しいですから。
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この回答へのお礼

あっ・・・はい。

お礼日時:2003/07/10 13:01

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Q陽イオンとラジカルの違い

陽イオンとラジカルの違いを教えてください。

どちらも電子を放出しており、同じ状態のように思えます。どう違うのでしょうか?

Aベストアンサー

「陽イオン」は正の電荷を持っている. 電荷が正であればよく, 不対電子を持っているかどうかとは無関係.
「ラジカル」は不対電子を持つ. 対にならない電子があればよく, 電荷を持っているかどうかとは無関係.
だから「陽イオンラジカル」「陽イオンだけどラジカルじゃない」「電荷を持たないけどラジカル」「電荷を持たずラジカルでもない」「陰イオンラジカル」「陰イオンだけどラジカルじゃない」のいずれも存在する.
まあ, 「ラジカルである」ことと「電子を放出している」こととは無関係なんだけどね.

Q一重項酸素と三重項酸素の違いを簡単に教えてください

一重項酸素と三重項酸素の違いが知りたいです。
量子力学で習うスピンという物が重要とはわかっているのですが量子力学は習ってないのでスピンというものがわかりません。
一重項酸素の方が反応性が高いということでエネルギーが高いというのは知っているのですが、根本的な違いがわかりません。たとえばルイスの電子構造式で表したら同じなのでしょうか???
どなたか簡単に説明していただけませんか?
お願いします。

Aベストアンサー

基本的に「量子化学無し」で一重項と三重項を区別するのは「無理」です。
#2のお答えが最も適切だと思いますが、正しくは三重項酸素のルイス構造は、三重結合がある、
 ‥  ‥
・O:::O・
となり、オクテットからはずれています。
両方の酸素にある不対電子が「縮重軌道」に関する「フント則」により同方向に揃って「反結合軌道」に入っているため、1/2+1/2=1のスピンを持ち、三重項となります。また反結合軌道に二つの電子が入っているため三重結合の一結合分が「無効」化されます。
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 ‥  ‥
・O:::O(・)
になります。カッコ内の電子はさらに高い順位へ昇っています。その場合「縮重」が解けて「フント則」が適用されなくなり不対電子二つが逆平行になるため、1/2+(-1/2)=0、となり一重項になります。
と、このように量子化学を使わないと全然意味が分かりません。

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。
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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。
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Qヒドロキシラジカルと水酸化物イオンの違いは?

活性酸素の一つであるヒドロキシラジカル(OH・)と水酸化物イオン(OH-)は点電子図で表記すると両方とも不対電子を一つ持ったもので、構造上同じ物なのに、ヒドロキシラジカルは体内を酸化するもので、水酸化物イオンはマイナスイオンということで抗酸化作用があると言われています。なぜ、構造上同じなのに性質は真逆になっているのでしょうか?教えてください

Aベストアンサー

電子配置等に関しては、No.2のご回答のとおりであり、両者は別のものです。

高校などの化学でよくでてくるのは水酸化物イオンであり、ヒドロキシラジカルよりも安定です。
その理由は、水酸化物イオンがオクテット則を満たしている(すなわち酸素原子が希ガスの電子配置になっている)のに対して、ヒドロキシラジカルは電子が1個少ないからです。
電子が1個少ないからこそ、水酸化物イオンに存在した負電荷が解消され、不対電子が生じているわけです。

上述のように、ヒドロキシラジカルは不安定であり、それは水酸化物イオンと比較して電子不足であることに起因します。
したがって、ヒドロキシラジカルは、他の物質から電子を奪う(すなわち他の物質を酸化する)ことによって、より安定な水酸化物イオンに変化しようとする傾向が強いために酸化剤として作用します。

Qlogとln

logとln
logとlnの違いは何ですか??
底が10かeかということでいいのでしょうか?
大学の数学のテストでlogが出てきた場合は底が10と解釈してよいのでしょうか??
解説お願いします!!

Aベストアンサー

こんにちは。

>>>logとlnの違いは何ですか??

「自然対数」は、natural logarithm の訳語です。
「ln」というのは、「logarithm 。ただし、natural の。」ということで、つまり「自然対数」という意味です。
一方、log というのは、底がeなのか10なのかがはっきりしません。


>>>大学の数学のテストでlogが出てきた場合は底が10と解釈してよいのでしょうか??

数学であれば、底がeの対数(自然対数)です。底が10の対数(常用対数)ではありません。
一方、log は、数学以外であれば不明確な場合があります。

私の大学時代と仕事の経験から言いますと・・・

【eを用いるケース】
・数学全般(log と書きます)
・電子回路の信号遅延の計算(ln と書く人が多いです)
・放射能、および、放射性物質の減衰(log とも ln とも書きます。ただし、eではなく2を使うこともあります。)

【10を用いるケース】(log または log10 と書きます)
・一般に、実験データや工業のデータを片対数や両対数の方眼紙でまとめるとき(挙げると切りがないほど例が多い)
・pH(水溶液の水素イオン指数・・・酸性・中性・アルカリ性)
・デシベル(回路のゲイン、音圧レベル、画面のちらつきなど)

ご参考になれば。

こんにちは。

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「ln」というのは、「logarithm 。ただし、natural の。」ということで、つまり「自然対数」という意味です。
一方、log というのは、底がeなのか10なのかがはっきりしません。


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数学であれば、底がeの対数(自然対数)です。底が10の対数(常用対数)ではありません。
一方、log は、数学以外であれば不明確な場...続きを読む

Q酸素分子について

ネットで調べものをしていると、
 「酸素分子の分子軌道は、2p軌道の計8個は、もともと対になっている4個(2組)と共有されて対になった2個と、対になっていない2個という配置になる」
という文章を見つけたのですが、(ウィキペディア)

対になっていない2個は、対になって、OとOの間で2重結合になると思っていたのですが、ならないのでしょうか?

対にならないとしたら、酸素分子は、 O2^2- (マイナス2価)
になってしまうのではないでしょうか?

よろしくお願い申しあげます。

Aベストアンサー

質問の意味がわかりません。軌道と点電子構造の関係性は主に主量子数のみ考えるべきだと思います。

酸素原子は

1s^(2)、2s^(2)、2p^(4)
=K殻に2個、M殻に6個

であり、等核二原子分子になる際に(酸素分子)、s軌道とp軌道が混成します。結合の数は、結合次数で決まります。

酸素分子

δ1s^(2)、δ※1s^(2)、δ2s^(2)、δ※2s^(2)、π2pz^(2)、π2px^(2)、π2py^(2)、π※2px^(1)、π※2py^(1)


結合次数=(結合性軌道にある電子数-反結合性軌道にある電子数)÷2
    =(10-6)÷2
    =2

点電子構造
 ‥ ‥
:O=O:

よって、二重結合で安定化します(オクッテド則)。
以上より「対になっていない2個という配置になる」というのはπ※2px^(1)、π※2py^(1)のことです(フント・パウリの規則)。

Q脱イオン水、MilliQ、蒸留水 の違いを教えて下さい

こんにちは。お世話になります。

バイオ、生化学系の実験に従事しているものですが「水」について教えて下さい。

水道水、脱イオン水、MilliQ、蒸留水(二段蒸留水)、超純水の違いを教えて下さい。
お互いの関係などありましたら(○○を~すると△△になる等)教えていただけると
わかりやすいかもしれません。

また、実験内容によってはエンドトキシンを気にする実験もありますが、エンドトキシンフリーの水を使う場合はどれを選べばよいのでしょうか?
動物細胞培養用に使う場合はどの水を選べばよいのでしょうか?

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

pinokoBBさん、こんにちは。

バイオ・生化学関係に用いられる水は水道水をプレフィルターを通し、イオン交換・蒸留・逆浸透法、限外濾過などを複数回組み合わせて生成します。

プレフィルターは鉄さびや大き目のゴミを取り除くに用います。

イオン交換法は酸性・強アルカリ性の樹脂を通し、イオン化合物を除く方法でこれを行った水がイオン交換水(脱イオン水)です。水の純度の評価には比抵抗を用いますが、およそ数百kΩ・cmの水が得られます。この段階で除けるのはイオン化合物だけで有機物・微生物は除けません。

蒸留法は水を蒸留することで不純物を除く方法です。イオン交換法と組み合わせて2回蒸留することが一般的です。一般的な2次蒸留水の比抵抗は数MΩ・cmでバイオ・生化学関係には十分な純度です。動物培養細胞にも使用可能です。エンドトキシンも完全にフリーとまではいかないけれどもある程度の除去はできています。蒸留法は多くの不純物を除去可能ですが100度付近の沸点を持つ物質は除けません。

逆浸透法は半透膜に圧力をかけて精製する方法です。

限外濾過法は限外濾過膜を通す方法です。孔径は半透膜が数十nmに対し、限外濾過膜は数nmです。それゆえ、数kDa以上の分子であれば、限外濾過法で除けますので、エンドトキシンやRNaseなども除去できます。本当にエンドトキシンフリーな水が必要でしたら限外濾過法を行った水が必須です。ただ、普通のCOSとかHEKとかの動物細胞培養でしたら2次蒸留水でも十分です。蛍光検出用のマイクロアレイなんかは限外濾過水が必須なようです。

超純水は十数MΩ・cmの水のことです。MilliQはミリポア社の超純水装置を用いて作った水で比抵抗は15MΩ・cm以上と高純度の水です。MilliQに関してはイオン交換樹脂を通し、逆浸透法、限外濾過法を用いて精製しているようです。

>また、実験内容によってはエンドトキシンを気にする実験もありますが、エンドトキシンフリーの水を使う場合はどれを選べばよいのでしょうか?
これに関しては上で書いたように限外濾過膜で精製した水です。MilliQが当てはまるでしょう。(超純水も一般的には限外濾過をしているのでこれも当てはまりますかね。)

>動物細胞培養用に使う場合はどの水を選べばよいのでしょうか?
これは、2次蒸留水以上の純度があれば十分です。2次蒸留水、MilliQ水、超純水が使用できます。

ただ、水関係の装置は日頃のメンテナンスが重要でイオン交換樹脂とか水を貯めるタンク、蛇口に汚染がないかは確認する必要があります。

実験書には必ずはじめのほうに書いてあることですので、pinokoBBさん自身でなにか実験書をご参照ください。

pinokoBBさん、こんにちは。

バイオ・生化学関係に用いられる水は水道水をプレフィルターを通し、イオン交換・蒸留・逆浸透法、限外濾過などを複数回組み合わせて生成します。

プレフィルターは鉄さびや大き目のゴミを取り除くに用います。

イオン交換法は酸性・強アルカリ性の樹脂を通し、イオン化合物を除く方法でこれを行った水がイオン交換水(脱イオン水)です。水の純度の評価には比抵抗を用いますが、およそ数百kΩ・cmの水が得られます。この段階で除けるのはイオン化合物だけで有機物・微生物は...続きを読む

QMS ラジカルカチオンの定義について

MSでラジカルカチオンという物質が出てきます
この原子はどんな電子配置をしているのでしょうか
またラジカルアニオンはありますか あればどのようなものでしょうか 価電子体について教えてください
通常のアニオン カチオンはわかるのですが
ラジカルカチオンには添え字に+と黒丸(電子一個分)
の意味がわからないので宜しくお願いします

Aベストアンサー

 基本的には #1 さんが回答されている事で良いですが,少し補足いたします。

> MSでラジカルカチオンという物質が出てきます
> この原子はどんな電子配置をしているのでしょうか

 ラジカルカチオンやラジカルアニオンですから,EI でのイオン化ですね。EI では電子を試料にぶつけて試料中の分子の電子を1個弾き飛ばします。もちろん,ぶつけた電子も弾き飛ばされて飛んでいきます。結果,試料分子は電子1個少ない状態になります。

 通常分子は偶数個の電子が2個づつ対になって電荷を持たない状態で存在していますので,電子が1個減ると不対電子(ラジカル)が1個出来ます。この事を「・」で示しています。

 また,電荷を持たない中性の状態から電子(電荷:-1)が減りますから,後には +1 の電荷を持ったイオンが残ります。この事を「+」で示しています。

> ラジカルアニオンはありますか

 上記のように,EI イオン化では高エネルギーの電子を試料分子にぶつけるためにアニオンは出来難いのですが,中にはぶつけた電子が弾き飛ばされずに分子に捕獲されてしまう場合があります。

 この場合は,電子が1個増えますから「アニオン」が出来ますし,捕獲された電子は不対電子になりますから「ラジカル」になります。つまり,「ラジカルアニオン」です。

> あればどのようなものでしょうか

 上記のように「ラジカルアニオン」が生じるには電子を取り込みアニオンになる必要があります。そのため,電子を取り込み易い(還元され易い)分子やアニオンが安定な分子がラジカルアニオンを与える傾向があります。

 還元され易い分子の代表はキノンです。安定なアニオンを与えるのはカルボン酸や含ハロゲン化合物です。ただ,後者の場合は「還元=脱ハロゲン化」になるでしょうから分子イオン「M・-」は検出困難と思います。

 基本的には #1 さんが回答されている事で良いですが,少し補足いたします。

> MSでラジカルカチオンという物質が出てきます
> この原子はどんな電子配置をしているのでしょうか

 ラジカルカチオンやラジカルアニオンですから,EI でのイオン化ですね。EI では電子を試料にぶつけて試料中の分子の電子を1個弾き飛ばします。もちろん,ぶつけた電子も弾き飛ばされて飛んでいきます。結果,試料分子は電子1個少ない状態になります。

 通常分子は偶数個の電子が2個づつ対になって電荷を持たない状態...続きを読む

Qカチオンとアニオンとは?

最近、化学を勉強し始めました。
カチオンとアニオンが分かりません。
テキストにCN+アニオン、CN-カチオンとありますが、分からないため、それらの結合次数が求められません。
基礎かもしれませんが、どなたか教えてください。

Aベストアンサー

> カチオンとアニオンが分かりません。

 既に回答がありますが,カチオンとは (+) の電荷(正電荷)を持ったイオンの事です。日本語では「陽イオン」と言います。逆にアニオンは (-) の電荷(負電荷)を持ったイオンで「陰イオン」と言います。

 『最近、化学を勉強し始めました。』との事ですので,敢えて注意しておきますが,化学の用語で「プラスイオン」や「マイナスイオン」はありません。上記の様に「陽イオン」または「陰イオン」と言います。

> テキストにCN+アニオン、CN-カチオンとありますが、

 何か勘違いしていませんか? でなければ,教科書が間違っています。「CN+」や「CN-」の「+」や「-」は正電荷を持っている事及び負電荷を持っている事を示していますから,「CN+」はカチオンで「CN-」はアニオンです。つまり,「CN+ カチオン」と「CN- アニオン」です。

> CNとCNカチオン、CNアニオンの結合次数を求めていますが、使用しているテキストには等核二原子分子しか記載されておらず、異核二原子分子は記載されていません。今求めています。
求め方は違うのでしょうか?

 等核2原子分子でも異核2原子分子でも考え方は同じはずです。同じ様に考えれば良いと思います。

> CN,CN+,CN-の結合次数と結合の強さを考えたかったのですが・・・。

 どの結合の結合次数と結合の強さでしょうか? どういったレベルの話でしょうか? 『最近、化学を勉強し始めました。』との事から,勝手に「炭素・窒素間の結合」についての「初歩的レベルの話」と考えましたが・・・。

 そうであれば,「CN」,「CN+」,「CN-」で違いは無いと考えて良いと思います。それぞれの構造を考えてみれば解るかと思いますので,以下構造について説明しておきます。

 まず,炭素及び窒素原子の電子配置は,炭素:1s(↑↓), sp(↑), sp(↑), py(↑), pz(↑),窒素:1s(↑↓), sp(↑↓), sp(↑), py(↑), pz(↑) となっています。

 ここで,両原子の 1s 軌道の電子は結合には関与しませんので考えなくても良いです。で,両原子の電子1個を有する sp 軌道を使って C-N のσ結合が出来ます。さらに,両原子の py 軌道同士,pz 軌道同士の重なりによってπ結合2つが生じます。結果,CN 間は3重結合になります。

 残った軌道と電子をみると,炭素原子には電子1個の sp 軌道が,窒素原子には電子2個(孤立電子対)の sp 軌道がそれぞれ残っています。炭素の sp 軌道は窒素原子とは反対側,窒素の sp 軌道は炭素原子とは反対側,をそれぞれ向いていますので,結合に関与することはできません。したがって,その電子状態を書くと ・C:::N: となります。これが「CN」と書かれている構造です。ですので,より正確に書けば,炭素上の不対電子も示した「・CN」となります。

 この不対電子が存在する炭素の sp 軌道の電子を取り除いてやれば電子(負電荷)が1個減りますから -(-1) = +1 で「+」になります。これが「CN+」ですが,「+」電荷は炭素原子上にありますので「+CN」と書く方が正確です。

 さて,先の不対電子が存在する炭素の sp 軌道は電子を1個受け入れる事が可能です。ここに電子を受け入れた場合 +(-1) = -1 で「-」になります。これが「CN-」です。「-」電荷は炭素上にありますので「-CN」と書く方がより正確なのは先の「+CN」の場合と同じです。

 如何でしょうか。こうみれば「CN」も「CN+」も「CN-」もCN間の結合に関しては同じですね。勿論,炭素の sp 軌道上の電子の数はCN間の結合に影響が無いわけではありませんが,それを議論するのであれば『最近、化学を勉強し始めました』というレベルではないと思いますので・・・。

> カチオンとアニオンが分かりません。

 既に回答がありますが,カチオンとは (+) の電荷(正電荷)を持ったイオンの事です。日本語では「陽イオン」と言います。逆にアニオンは (-) の電荷(負電荷)を持ったイオンで「陰イオン」と言います。

 『最近、化学を勉強し始めました。』との事ですので,敢えて注意しておきますが,化学の用語で「プラスイオン」や「マイナスイオン」はありません。上記の様に「陽イオン」または「陰イオン」と言います。

> テキストにCN+アニオン、CN-カチオンとあります...続きを読む

Q融点とガラス転移温度の違い

融点とガラス転移温度の違いが良く理解できません。分かりやすく教えてください。

Aベストアンサー

高分子やってるものです。おそらく質問にでてくる融点は普通いわれている融点ではなく、高分子特有のTmといわれているほうの融点ですよね?
板ガムを考えていただけるとわかりやすいと思います。ガムってそのまんまだと引っ張ってもぶちぶちきれちゃいますよね?でも口の中でかむとひっぱっても伸びるようになります。この引っ張っても伸びる性質に変わる温度が高分子における融点です。次にガムを寒いところもしくは冷凍庫に入れてみてください。常温のガムは折り曲げてもたたまれるだけなのですが、低温におかれたガムを折り曲げようとすると割れてしまうと思います。このぱきぱきの状態になってしまう温度がガラス転移温度です。
食品保存容器とかラップに耐熱温度がかかれていると思いますが、よくみるとなぜか上と下の両方の温度限界がかかれていると思います。上の方の温度限界(融点)になると溶けてしまうのはまあ想像がつくのですが、下の方の温度限界(ガラス転移温度)になるとぱきぱきになって容器が割れてしまうので書かれているのです。


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