フッ素分子の結合解離エネルギーについて

解決済

質問者：inmo87
質問日時：2010/06/29 14:05
回答数：2件

フッ素分子の結合解離エネルギーについて

フッ素分子、これの一価の陽イオン、陰イオンについてフッ素原子がp軌道に電子を５つ持っていることから考えるとこれらの結合解離エネルギーはどのようになるかという問題が出されたのですが、どのように児考えたらいいのかわかりません。僕は、反結合性軌道に入る電子の数が少ないものほど小さいと思ったので、エネルギーが大きい順は、陽イオン、フッ素分子、陰イオンだと思ったのですが、あっているのでしょうか？

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回答 (2件)

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No.2ベストアンサー

回答者： 101325
回答日時：2010/06/29 14:39

あっていますよ。

陽イオンになる時にはHOMOから電子が抜ける、と考えればF2のπ*から電子が抜けたものがF2^+になります。陰イオンになる時にはLUMOに電子が入る、と考えればF2のσ*に電子が入ったものがF2^-になります。

結合性軌道に入っている電子の数と反結合性軌道に入っている電子の数から、陽イオン、フッ素分子、陰イオンの結合次数を求めると、それぞれ 1.5, 1.0, 0.5 になります。あまり細かいことは考えずに、陽イオンは1.5重結合だから中性分子よりも結合エネルギーが大きく、陰イオンは0.5重結合だから中性分子よりも結合エネルギーが小さい、と考えればいいです。

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No.1

回答者： doc_sunday
回答日時：2010/06/29 14:23

多分、陰イオンになるときには結合軌道σの反結合軌道σ^*に電子が入り、陽イオンになるときには非結合電子対から電子が抜かれるでしょう。

すると、多分結合解離エネルギーはＦ2^- <Ｆ2 < Ｆ2^+になるのではないでしょうか。
とするとお答えで良いのだと思います。

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dd遷移のエネルギー差が大きくなることと吸収波長が短くなることって矛盾してませんか？d軌道が分裂し、そのエネルギー差が大きければ、dd遷移において波長の短い可視光線（青とか緑とか）が放出されると習ったのですが、同時に波長が短い波が吸収されてしまったら放出する波はどうなるんですか？

Aベストアンサー

高校生の方だったんですね、てっきり大学初年度の方のご質問だと思っていました。

「”遷移に関与する軌道間のエネルギー差が大きい（小さい）”ということは、”吸収される光の波長は短い（長い）”ということになるのは当たり前」
質問者さんは、光の波長とエネルギーの関係はご存知ですよね？
波長が長い光のエネルギーは低く、波長が短い光のエネルギーは高くなります。
光の吸収がどのようにして起こっているのか、どの程度まで勉強しておられるのか分かりかねますが、錯体が波長の長い（黄色～赤）光を吸収するということは、それに見合ったエネルギーの低い電子の遷移が対応しています。逆に、波長の短い（紫～青）光を吸収する場合は、エネルギーの高い電子遷移が起きます。

＞色の三原色というものを習ったのですが、例えば[Fe(H2O)6]3+が黄色に見えるのはRGBのうち青を吸収しているからという解釈で合ってますよね？

我々の目に見えている色は、吸収された色の補色です。なので、黄色く見えるということは、青から紫のあたりの光を吸収していることになります。

＞吸収している青は比較的波長が短い波（＝エネルギーが高い）ですが、放出している黄色は比較的波長が長く、エネルギーが低い波です。この場合は軌道間のエネルギー差は比較的小さいということでしょうか？

上記の例だと、ある錯体が黄色に見えるということは補色の青色を吸収しているということでしたが、今度は「放出している黄色」と書かれています。これは全く別の現象です。補色で黄色く見えているのは、白色光（太陽など）から青～紫色の光が吸収されて抜けたことで残った光の成分が黄色に見えている現象です。いっぽう、「黄色く発光する」ということは分子自体が黄色の色の光を発していることになります。そこのところを混同されているために矛盾しているように感じているのと思います。

たとえば、蛍光発光性の分子で黄色い色をしたものがあります。
この黄色は、紫色を吸収していることで補色の黄色が見えているものです。
この分子の蛍光発光は、青～黄緑色に見えてきます。黄色ではありません。