ネオンなどの希ガスは
なぜ、分子として存在しないのですか?

窒素ならN2 酸素ならO2と存在するのに
Ne2と存在しない理由がわかりません。

分子軌道のエネルギー準位を使って説明できるらしいのですが、どのように説明したらよいですか?

A 回答 (2件)

電子の起動が安定な状態が周期的な個数にきます。


詳しくは量子化学を勉強していただくとして・・

となると、原子単体で安定な希ガスは、
他の原子と電子を共有するより、
単独である方が安定なので結合しません。

で、周期的な安定性については量子化学で、
電子起動の問題としてご理解頂けるはずです。
    • good
    • 0

ヒントだけ書きます


大学生だと思うので図書館などで調べるのが当然と思いますので

実際にエネルギー準位に入れてみればいいのです

     _σ#


 _        _



     _σ

分子が結合したときと
していないときのどちらが安定かを示せば答えです
    • good
    • 0

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

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q励起子準位について

半導体で伝導体の直下に励起子準位を作るのはフレンケル励起子かモットワニエ励起子かどちらですか?
フレンケル励起子の方が電子とホールの距離が近く、量子化のレベルが大きいので
当たり前のようにフレンケル励起子が作るのだと思っていたら
ユーカルドナの半導体の本にはモットワニエ励起子が作ると書かれていました。
しかしなぜそうなるのかについてはほとんど書かれていませんでした。
これはどう考えれば良いのでしょうか?

それとホールには重いものと軽いものがありますが
それぞれの作る励起子準位は異なるのでしょうか?
大抵一つの励起子準位についてしか議論していないので
単に書いていないだけなのか、影響しないのかどちらなのでしょうか?

この2点お願い致します。

Aベストアンサー

>(安定な)励起子が観測されるのは、k=0であるという理由は何なのでしょうか?
これはGaAsみたいな直接遷移の場合です。励起子のエネルギーは大雑把に言えば(電子のエネルギー)+(正孔のエネルギー)+(励起子の束縛エネルギー)ですから、直接遷移ならば前者二つの和はk=0で小さいわけですから、安定な(一番エネルギーが低い)のはk=0です。

> ・k=0で重いホール軽いホールが縮退しているのはもちろん知っていますが、励起子準位で問題にしているのは、伝導体-価電子帯のバンドギャップではなく、水素様になった励起子なので、ホールの質量が変わるとその励起準位幅も変わるのではないかと思うのですが。

こういう話は聞いたことがありませんでしたが、確かにk=0で縮退していても、この効果で準位は分裂するかもしれませんね。1sの励起子状態でも、電子正孔のスピンの効果やjj結合の関係で分裂すると言われますが、同じことを異なる言葉で表現しているだけかもしれません。

Q水素分子のσ軌道、酸素分子のπ軌道、塩化水素のσ軌道を模式図で図示しろ。という問題を教えてください。

水素分子のσ軌道、酸素分子のπ軌道、塩化水素のσ軌道を模式図で図示しろ。という問題を教えてください。

Aベストアンサー

基本なので自分で考えてほしい。
H₂ は、 1s¹ 元素なので、σ結合に二個入ってヘリウム型
O₂ は、2s² 2p³ 元素なので、sp²混成起動によるσ結合とp軌道によるπ結合、余った2つのsp²は孤立電子対
HCl は、1s¹ と s²p⁵ なので、単純にsp混成軌道とのσ結合だけでよい。結合軸の反対にはσ孤立電子対、塩素のp軌道は塩素の周りに残る。

 σ結合(1か所)にしろπ結合(2か所)にしろね2個電子が入って、最終的に周囲が希ガス型で充足されればよい。

Q励起子吸収と自由キャリア吸収の違いについて。

励起子吸収と自由キャリア吸収の違いについて教えてください。
今ある自分の中のイメージは

○励起子吸収
・半導体における光の吸収。
・励起子とは価電子帯のホールと伝導帯の電子の対。なのでエネルギー的には禁止帯を挟んだ結びつき。
・励起子を生成する可能性がある場合の光吸収スペクトルはエネルギーギャップEgの値より低いところに出る。(Egより小さなエネルギーで励起子を生成できる)

○自由キャリア吸収
・金属における光の吸収。
・自由キャリアとは電子またはホールそのもの。

なのですが、合っているでしょうか。また、他に特徴があればお教えください。

Aベストアンサー

励起子吸収はこれでいいような気がします。

自由キャリヤ吸収は、2つの意味があり、この場合、どっちを意図しているのか、ちょっと分りかねます。

ひとつの意味は、励起子効果が無視できる場合の半導体のバンド間遷移を自由キャリヤ吸収と呼びます。

また赤外域でのキャリヤのバンド内の遷移(つまりバンドギャップを飛び越えていない)で光が吸収される現象です。
これは金属でも半導体でも起こります。この現象も自由キャリヤ吸収と呼ばれます。

Q酸素分子と窒素分子

酸素分子と窒素分子の大きさはどちらが大きいのですか?

なぜこのような質問をしたのかといいますと、車のタイヤに窒素ガスを入れているのですが、以前(空気)と比べて乗り心地がマイルドになっているような気がしまして。確か、気体は分子の種類にかかわらず同じモル数だと体積や圧力が同じような気がしますが。
また、よく言われているガスが漏れにくくなる点や、アルミホイールが腐食されにくくなる点についても分子の大きさが関係しているだろうと思ったからです。

なお、当方少しは大学で化学をかじっておりました。多少難しくても大丈夫です。
ご教授よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

回答としては「酸素分子より窒素分子の方が大きい」です。

…って、これだけじゃあなんなので。


おっしゃるとおり、学校では同じモル数だと体積や圧力が同じと習いますが、
それはあくまで理想気体の場合です。
実際は窒素と酸素では熱による体積膨張には差があります。
更に、タイヤが冷えた状態ではタイヤ内の水分が結露し液体となっていると考えられますが
それに対し、窒素ガスはボンベから入れるので余分な水分が入りません。
水分の気化による体積増加はだいぶ大きいと思いますよ。

また、エア抜けは酸素分子が窒素分子よりも小さいことは一つの理由かもしれませんが、
それよりも窒素は不活性ガスである事の方が大きいと思います。
タイヤのゴムには水素成分が含まれており、これが酸素と結びつくことで
結果的に酸素が抜けていくことになります。

そして、「酸素が水素と結びつく」=「水ができる」ですから、
これがホイールやバルブ、タイヤに入れてあるスチールワイヤーなどの
腐食の原因にもなるのではないでしょうか。

Q励起子発光とは?

励起子発光=レーザーと考えればよいのでしょうか?
もしそうならイメージし易いのですが、
違うようなら励起子発光はどのような方面に応用されているのでしょうか?

Aベストアンサー

まず励起子というのは
http://www.cholab.mp.es.osaka-u.ac.jp/easy-intro/study/sphere.htm
というようなものです。
要するに通常は電子は原子の周りを回っている(これを電子軌道という)のですが、それから飛び出してもなお、原子と電子で引き合って大きな対を作っているというわけです。

で、レーザーというのは「直接遷移」(直接光のみを放出して上の準位から下の準位へ行くこと)が可能な2つのエネルギー準位があれば何であっても、レーザ発振可能です。

なので「励起子発光」も直接遷移が可能であれば「レーザ発振」できるということです。

で、レーザとの関係で言うと、この励起子発光の波長帯が紫から紫外にかけてあるため、これで半導体レーザを作ると短波長の半導体レーザを作ることが出来ます。
そうすると現在のCD、DVDなどより遥かに高密度な光ディスクを作ることが出来るようになったりするため、期待されています。

では。

Q二原子分子の分子軌道

基本的なことなのですが、等核二原子分子が反転中心に対して対称(ゲラーデ)か反対称(ウンゲラーデ)かを判断するのに、反転中心とはどこのことなのでしょうか?
また分子軌道において、σやπやδ、反結合(*)はどうやって見分けたらいいのでしょうか?
量子化学でこの部分がよくわからなくて困っています。なにかいい解答、ホームページがあったら教えてください。
お願いします(>_<)

Aベストアンサー

お勧めできるようなHPはなかなか見当たらないので、テキストの紹介となります。

>等核二原子分子が反転中心に対して対称(ゲラーデ)か反対称(ウンゲラーデ)かを判断するのに、反転中心とはどこのこと

軌道の対称性は分子の幾何学的原点(等核二原子分子の場合は分子の中央となります)に対して判断されます。対称(gerade)であればg、反対称(ungerade)であればuを軌道の添え字に付けます。

>分子軌道において、σやπやδ、反結合(*)はどうやって見分けたらいいのでしょうか?

この辺りの議論(g、uも含め)は大岩正芳著・初等量子化学(第2版)のP169~に詳しく書かれていますので図書館等で参照されるといいでしょう。奮闘・ご努力を期待します。

Qなぜ励起子は再結合するのに原子は再結合しないのですか?

励起子はホールと電子がそれぞれ、原子で言う陽子と電子のように振る舞い原子のような状態になったものと説明されますが、
励起子はホールと電子が再結合して消滅するのに対し、
原子は陽子と電子が再結合して消滅することがないのはなぜなのでしょうか?
以前、陽子と電子がぶつからない理由を誰かに聞いたところ不確定性原理により電子が原子核に落っこちることがないからだ、と教えてもらいました。
その理屈でいくと励起子も落っこちることがないように思うのですが、どう解釈すれば良いのでしょうか?
あるいはホールの周りを回っている電子ではなく励起子の外から飛んできた電子と再結合するということなのでしょうか?
どなたか何卒よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

水素原子はなぜ陽子が電子を捕獲して中性子になってしまわないのか?
という質問にお答えすればでよろしいでしょうか?

単独の中性子は半減期約10分でベータ崩壊して
陽子と電子と反電子ニュートリノになります。
この反応では0.78[MeV]のエネルギーが放出されます。

逆に言うと、
水素原子の原子核(陽子)が電子を捕獲して中性子と電子ニュートリノ
になる反応を起こしてやるは、
0.78[MeV]のエネルギーを外部から注入してやる必要があります。

つまり、水素原子の原子核が電子を捕獲して中性子と電子ニュートリノになる現象は自発的には起こりません。

下記ご参考まで。
http://www005.upp.so-net.ne.jp/yoshida_n/qa_a65.htm#q363
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E6%80%A7%E5%AD%90

Q分子軌道法と混成軌道について

ブルーバックスの付録でついてきたWinMOPAC3.0BBで分子軌道について遊んでいたのですが、わからなくなったので質問します。

メタンの分子を用いて混成軌道について考えようと思ったのですが、どの軌道が等価だからsp3混成なのかが良くわかりません。

いろいろ調べていると混成軌道は原子価結合理論に用いられているという情報もあったのですが、私の学校で使っている「現代の無機化学 共三出版」との矛盾が生じているのではっきりしたことがわからないので以下の3点の質問に答えて頂きたいです。


1.混成軌道の考え方が原子価結合理論だけの考え方ですか?

2.もし混成軌道が分子軌道法にも考え方として存在するなら原子価結合理論の混成軌道の考え方とはどう違うのですか?

3.もし混成軌道が原子価結合理論だけの考え方ならメタンなどの正四面体構造はどのように分子軌道法で説明がされるのですか?

よろしくおねがいします。

p.s. WinMOPAC計算結果とHundの規則の矛盾ということで別の質問もしていますのでそちらにも答えて頂けると嬉しいです。

ブルーバックスの付録でついてきたWinMOPAC3.0BBで分子軌道について遊んでいたのですが、わからなくなったので質問します。

メタンの分子を用いて混成軌道について考えようと思ったのですが、どの軌道が等価だからsp3混成なのかが良くわかりません。

いろいろ調べていると混成軌道は原子価結合理論に用いられているという情報もあったのですが、私の学校で使っている「現代の無機化学 共三出版」との矛盾が生じているのではっきりしたことがわからないので以下の3点の質問に答えて頂きたいです。


1.混...続きを読む

Aベストアンサー

>過去問を参考にさせて頂いた結果、混成軌道と分子軌道法とは別々の考え方のようですね。
そう思っていただければいいと思います。分子軌道法は原子(内殻電子を含む)と外殻電子をバラバラにして、最適な構造を模索する物、あるいはそれが可能な物です。
混成軌道はあくまで原子一つ一つの集まりとして、ball&stickで分子を構成しようとする物だと私は考えています。
m(_ _)m

Qハロゲンと希ガスの反応?

明日化学の試験なのですが、テスト範囲を言うときに教授が
「ハロゲンと希ガスの反応も見ておいてください」
といいました。
希ガスは安定だから反応しないのでは?と思いました。
教科書にはフッ素は、希ガスとも反応すると書いてあるのですが
化学式は載っていませんでした。

そこでハロゲンと希ガスの化学反応式(そもそもこの反応はあるのか?)と、そのときのポイントを至急教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

重たい希ガス元素はフッ素と化合物を作ります。
安定なものは少ないですが。。。

また,放電中などの励起状態の希ガス分子とは比較時容易に化学結合をおこします。
エキシマレーザーなどの光源のガスとして実用化されています。

以下を参照してください

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AF%E3%83%AA%E3%83%97%E3%83%88%E3%83%B3

Q原子軌道や分子軌道の勉強をするための教科書

原子軌道や分子軌道の勉強をするための教科書を探しています。

私は、有機化学を専攻しようと考えている薬学部の3年生です。
未だにオクテット則の範囲でしか有機化学を捉えることができず、硫酸や五塩化リンなどのオクテット則の範囲で考えることができない化合物を目の前にすると、それ以上考えられなくなってしまいます。今までごまかしつつ勉強していましたが、そろそろ原子軌道や分子軌道からしっかり理解したいと考えています。何か良い教科書がありましたら教えていただけませんでしょうか。

(なお、現在の知識のレベルは、波動関数、s軌道とp軌道の混成、ヒュッケル法くらいを理解したつもりになっている程度です。体系化して学んでいないので、どのくらい勉強したかを説明するのは難しいですが・・・。)

Aベストアンサー

■教科書について
原子軌道や分子軌道の勉強をするための教科書として、以下の三冊をおすすめします。

[1] 大野公一「量子化学」岩波書店 (1996).
http://webcatplus-equal.nii.ac.jp/libportal/DocDetail?txt_docid=NCID%3ABN14534177
[2] 藤永茂「入門分子軌道法 : 分子計算を手がける前に」講談社 (1990).
http://webcatplus-equal.nii.ac.jp/libportal/DocDetail?txt_docid=NCID%3ABN04307689
[3] 大野公一, 山門英雄, 岸本直樹「図説量子化学 : 分子軌道への視覚的アプローチ」裳華房 (2002).
http://webcatplus-equal.nii.ac.jp/libportal/DocDetail?txt_docid=NCID%3ABA59617479

この中では、[1]がもっともバランスのとれた教科書です。[2]は、より基礎的・原理的なところからしっかりと書かれている教科書です。ふつうの教科書では省略されているような数式が、ていねいに書いてあります。それに対して[3]は、数式がほとんどなく、軌道の模式図とエネルギー準位図の理解の仕方について、ていねいに書いてあります。

この三冊を図書館で読み比べてみて、自分に合っていると感じた一冊を選んで勉強するのがいいと思います。

■オクテット則について
硫酸はともかく、五塩化リンをオクテットで解釈するのは
 ・リンと塩素の間の結合が共有結合でなくイオン結合になる
 ・同じ理屈で六フッ化硫黄もオクテットで解釈できることになる
ので、私も賛成できないです。少なくとも初学者向きではないです。

硫酸の方は、ふつうは
 HO-S(=O)2-OH ……(a)
のように書きますけど、#1さんの回答にあるように
 HO-S(→O)2-OH ……(b)
とも書けますので、オクテットで解釈することができます。が、(b)の構造式だとS→O結合が単結合になって実際のSO結合距離が短いことを説明できません。(a)の構造式だとSO二重結合になるので、結合距離はうまく説明できるのですけど、オクテット則の範囲からはみ出してしまいます。ですので、あいだをとって(a)と(b)が共鳴していると考えるのがいいんじゃないかなと、私は思います。

■教科書について
原子軌道や分子軌道の勉強をするための教科書として、以下の三冊をおすすめします。

[1] 大野公一「量子化学」岩波書店 (1996).
http://webcatplus-equal.nii.ac.jp/libportal/DocDetail?txt_docid=NCID%3ABN14534177
[2] 藤永茂「入門分子軌道法 : 分子計算を手がける前に」講談社 (1990).
http://webcatplus-equal.nii.ac.jp/libportal/DocDetail?txt_docid=NCID%3ABN04307689
[3] 大野公一, 山門英雄, 岸本直樹「図説量子化学 : 分子軌道への視覚的アプローチ」裳華房 (2002).
http:/...続きを読む


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング