【最大10000ポイント】当たる!!質問投稿キャンペーン!

分子を構成する原子が同一平面上にあるかどうかについて
大学入試で問われることがありますが、これは単純に覚える
しかないのでしょうか?
本当は確たる根拠があるのでしょうが、試験場で答えるときに簡単に答えが出せる規則などがあれば教えてください。

よろしくお願いします。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (4件)

有機の範囲ですか?



まず、ある炭素原子に、四つの原子が結合していたら、原子は立体的に配置されますので、
分子を構成する原子がすべて、同じ平面上にあるには、一つの炭素原子に結合できる原子の数は、3以下になります。

炭素原子は手が四本ありますから、結合する原子が3以下ということは、炭素原子は二重結合か三重結合で結合していなければなりません。

これを満たす分子で、構成するすべての原子が同一平面上にある物には、ベンゼンとか、エチレン、アセチレン、ホルムアルデヒドなどがあります。

大体は、たぶんこれで解けると思いますけど、入試の出題傾向によっては、
どんな結合をすると、立体的にどうなるか、
どんな官能基が、立体的にどうなるか
また、どのような原子が(立体的に見て)どのような結合の仕方をするか
といったことを調べておいた方がいいかもしれません。

立体的な構造の根拠は?と聞かれると、edogawaranpoさんのおっしゃるように、sp2とかsp3とか、電子の軌道配置の知識が必要になりますけど、今の課程でも普通の学校では習いませんよね?
大学の教養レベルですし、すこし難しめの参考書には多少記述がありますから、調べてみるのもいいかもしれません。
    • good
    • 1
この回答へのお礼

そうですか・・・。
電子軌道の話は触り程度ならわかるのですが、
やっぱりそこに行き着くわけですね。
どうもありがとうございました。

お礼日時:2004/01/28 02:47

大学入試での場合は原子が同じ平面にいるか否かは


結合の種類でわかりますよ。(わたしはこうやってました)ただし有機化学のみにしかつうようしませんが。。
単結合の場合は回転可能ですよね。あと化学式を書くとき立体的に書くと(光学異性体を調べるときにつくるやつです)どこもC(炭素)と同じ面に書きませんよね。単結合は同じ平面には原子は存在しません。これを詳しく説明すると軌道の話が出てきてしまうのでできないのですが・・・。
次に2重結合ですが、こちらは同じ平面に存在します。C=Cの場合は2つの結合により固定されています。
簡単な考えとしたら、固定されているのでその結合と同じ面にいると考えられませんか?
3重結合もどうようです。
有機化学のならコレで大丈夫だと思いますが
もしちがかったらごめんなさい
    • good
    • 1
この回答へのお礼

ん~なるほど。
gonさんが言っているのは、注目するC原子が2つのときの
ことではないでしょうか?
例えばプロペンは不飽和結合していないC原子に結合している
H原子3つ以外はすべて同一平面上にありませんか?
私の書き方が悪かったですね。すみません。

お礼日時:2004/01/28 02:44

大学入試の範囲ならば.ベンゼン間ぐらいでしょう。


全部の結合がSP2混成かどうか.Sp3が混ざっていたら.同一平面になし。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ん~難しい。

お礼日時:2004/01/28 02:48

んー。



ご質問の文章の中に、まだ、条件が足りないような気がします。

とりあえず、気体だという先入観で答えてしまいましょう。

気体中の1個の分子だったら、3原子分子までだと、どうしても、同一平面内になっちゃいますね。(算数)
    • good
    • 0
この回答へのお礼

すみません書き方が悪かったでしょうか?
もう少し考えてみます。

お礼日時:2004/01/28 02:49

このQ&Aに関連する人気のQ&A

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すべて同一平面上にある分子とは?

炭化水素のところですべて同一平面上にある分子とはどれか選びなさいとあるんですが、よく分かりません。
すべて同一平面上にある分子とはどのようにしたら分かるんですか?

Aベストアンサー

炭素には、SP、SP2、SP3 とありますけど、それらπ結合とσ結合によって、いろんな結合が可能ですよね、その中で構造的に無理なく分子が一つの面の上にあるような、構造のことです。

間違えやすい例ではブタジエンです。

Q有機化学についてです。

大学受験生です。

2つあります。

・問題を解いていて「全ての原子が同一平面上に存在する物質をえらびなさい」という問いをみるのですが、全ての原子が同一平面上に存在する条件というのは何でしょうか?

・「アセチル化」の定義とは何でしょうか?

どなたか教えていただけますか?

Aベストアンサー

>問題を解いていて「全ての原子が同一平面上に存在する物質をえらびなさい」
>という問いをみるのですが、全ての原子が同一平面上に存在する条件というのは
>何でしょうか?

入試問題の有機化学で、そういう問題が出てきたら、
C=C(二重結合している炭素達)を探して下さい。
二重結合している炭素達に直接結合しているものは同一平面上にあるはずです。
例えばエテンは

  H H
  | |
  C=C
  | |
  H H

となっていますよね。
まずC=Cを見付けます。
それらに直接結合しているものは同一平面上にあるので、
この場合は全ての原子が同一平面上にあることになります。
例えばブテンの場合(ややこしくなるので今度は水素を省略します)、

  C     C  C     C      C-C
  |    | |    |    |
  C=C  C=C  C=C  C=C
    |          |
    C           C
   (1)   (2)   (3)   (4)

の4種類がありますが、
炭素原子が同一平面上にないものが一つあります。
(4)の1-ブテンの一番右上の炭素だけ別平面になります。
C=Cに直接結合されていないため、そういうことになるのです。
ただσ-bondはくるくるまわるので、同一平面上にあることもあります。

>問題を解いていて「全ての原子が同一平面上に存在する物質をえらびなさい」
>という問いをみるのですが、全ての原子が同一平面上に存在する条件というのは
>何でしょうか?

入試問題の有機化学で、そういう問題が出てきたら、
C=C(二重結合している炭素達)を探して下さい。
二重結合している炭素達に直接結合しているものは同一平面上にあるはずです。
例えばエテンは

  H H
  | |
  C=C
  | |
  H H

となっていますよね。
まずC=Cを見付けます。
それ...続きを読む

Q水素結合とはどういうものですか?

現在、化学を勉強している者です。水素結合についての説明が理解できません。わかりやすく教えていただけないでしょうか?また、水素結合に特徴があったらそれもよろしくお願いします。

Aベストアンサー

要は、「電気陰性度の大きい原子に結合した水素と、電気陰性度の大きい原子の間の静電的な引力」です。
電気陰性度の大きい原子というのは、事実上、F,O,Nと考えて良いでしょう。
電気陰性度の大きい原子と結合した水素上には正電荷(δ+)が生じます。また、電気陰性度の大きい原子上には負電荷(δー)が存在します。

水素が他の原子と違うのは、その価電子が1個しかないことです。つまり、他のイオンとは異なり、H+というのは原子核(通常は陽子)のみになります。他のイオンの場合には、内側にも電子格殻が存在しますので、原子格がむき出しになることはありません。
ご存じと思いますが、原子核というのは原子のサイズに比べてはるかに小さいために、H+というのは他のイオンとは比べ物にならないほど小さいといえます。もちろん、正電荷を持つ水素というのは水素イオンとは異なりますので、原子殻がむき出しになっているわけではありませんが、電子が電気陰性度の大きい原子に引き寄せられているために、むき出しに近い状態になり、非常に小さい空間に正電荷が密集することになります。
そこに、他の電気陰性度の大きい原子のδーが接近すれば、静電的な引力が生じるということです。
そのときの、水素は通常の水素原子に比べても小さいために、水素結合の結合角は180度に近くなります。つまり、2個の球(電気陰性度の大きい原子)が非常に小さな球(水素原子)を介してつながれば、直線状にならざるを得ないということです。

要は、「電気陰性度の大きい原子に結合した水素と、電気陰性度の大きい原子の間の静電的な引力」です。
電気陰性度の大きい原子というのは、事実上、F,O,Nと考えて良いでしょう。
電気陰性度の大きい原子と結合した水素上には正電荷(δ+)が生じます。また、電気陰性度の大きい原子上には負電荷(δー)が存在します。

水素が他の原子と違うのは、その価電子が1個しかないことです。つまり、他のイオンとは異なり、H+というのは原子核(通常は陽子)のみになります。他のイオンの場合には、内側にも電子格殻...続きを読む

Qイオン一個に含まれる電子の数

問い)イオン一個に含まれる電子の数は、それぞれ何個か
 (1)NH4+ (答)10個
 (2)OH-  (答)10個
 (3)NO3- (答)32個
 (4)CO32- (答)32個
 (5)SO42- (答)50個
という問題なんですが、どうやって解けばよいのでしょうか。
教えてください。

Aベストアンサー

(1)だけ回答します。あとは考え方は同じです。
NH4+
窒素は原子番号7なので中性状態で7個の電子をもちます。
(これがわからなければ説明しょうがありません。)
水素は1なので中性状態で1個の電子です。

中性のNH4は7+4x1=11個の電子を含みます。

NH4+:+1価ということは1個電子が取れているということなので、
11個ー1個=10個が回答。

Qアキラルとは。

アキラルというものが解りません。辞書によると
キラルというのは像と鏡像が重なり合わないもので、
アキラルは像と鏡像が重なり合うらしいのですが、
(像と鏡像が)重なり合うと云う事は、おんなじ物質
というのと違うのでしょうか。

どなたか詳しい方がいらっしゃいましたら回答
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

> アキラルというものが解りません。

 簡単に言えば,「キラルでないもの」をアキラルといいます。


> アキラルは像と鏡像が重なり合うらしいのですが、
> (像と鏡像が)重なり合うと云う事は、おんなじ物質
> というのと違うのでしょうか。

 はい,同じ物質です。よく使われる例に手袋があります。右手用(あるいは左手用)の手袋を鏡に写すと,左手用(右手用)になり,元の右手用(左手用)とは異なります。この様な場合を「キラル」と言います。

 一方,靴下の場合,右足(左足)用とも形が同じですので,右(左)足用の靴下を鏡に写しても同じ右(左)足用になります。この様に,鏡に写しても元と同じになる場合を「アキラル」と言います。

 「キラル」,「アキラル」と言う言葉は出てきませんが,下の過去質問「QNo.337088 光学不活性・・・」の ANo.#3 の回答とそこで紹介されている過去質問が参考になると思います。

参考URL:http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=337088

QSn1反応とSn2反応の違い

Sn1反応およびSn2反応になる条件について調べています。調べたところ両者には以下のような条件の違いがありました。

*Sn1反応*
[中間体]・・・・・3級>2級>1級>メチル
[反応条件]・・・・中性~酸性
[試薬の求核性]・・重要でない

*Sn2反応*
[中間体]・・・・・メチル>1級>2級>3級
[反応条件]・・・・中性~塩基性
[試薬の求核性]・・重要

中間体による違いは、カルボカチオンの超共役効果や立体障害に依存するのだと思います。しかし反応条件や試薬の求核性がどのようにSn1反応とSn2反応に関係するのかが分かりません。例えば、「なぜSn1反応は中性~酸性条件で進行するのか」といったようなことです。どなたか教えてください。

Aベストアンサー

 既にある回答と一部重複するかもしれませんが,全く新たな回答として書かせていただきます。

 まず最初に,求核置換反応(Sn 反応)の機構は Sn1 か Sn2 かのどちらかしかありません。時に「Sn1 と Sn2 の中間の機構」とか「Sn1 と Sn2 が混ざった機構」と言われる事がありますが,これは Sn1 と Sn2 並行して起こっているという事(ある分子は Sn1 反応をし,別の分子は Sn2 反応をしているという状態)であって,個々の分子を見ればどちらか一方です。

 結果,Sn1 反応になるか Sn2 反応になるかは,どちらの反応の律速段階の反応速度が速いかで決ります。律速段階の反応速度が速い方の機構を通って反応が進行するわけです。

 さて,Sn1 反応の律速段階は御存知の様にカルボカチオンが生じる段階です。つまり,カルボカチオンができ易い程 Sn1 反応は速くなります。一方,Sn2 反応では反応中心の炭素が5つの結合を持った状態が遷移状態ですので,この状態ができ易いもの程反応が速くなります。

 まず,お書きの『中間体』についてです。カルボカチオンの安定性が「3級>2級>1級>メチル」の順であるのは御存知ですよね。これは付いているアルキル基の電子供与性効果と超共役による安定化がこの順で大きいからです。逆にこの順で立体障害が大きくなり,求核剤の接近は困難になります。つまり,「3級>2級>1級>メチル」の順で Sn1 反応の速度は速くなり,Sn2 反応の速度は遅くなります。結果,反応機構が Sn1 → Sn2 にシフトします。

 次に,『試薬の求核性』です。上記した様に Sn1 反応の律速段階はカルボカチオンができる段階であり,求核試薬はこの段階には関与しません。そのため,試薬の求核性は Sn1 反応にはあまり影響しません(重要でない)。一方,Sn2 反応では遷移状態の形成に求核試薬が関与しますので,遷移状態が出来やすい(試薬の求核性が高い)程反応は速くなります(試薬の求核性が重要)。結果,試薬の求核性が高い程 Sn2 反応で進行しやすくなります。

 最後に問題の『反応条件』です。何度も繰り返しになりますが,Sn1 反応の律速段階はカルボカチオンが出来る段階です。この過程では脱離基が抜けてカルボカチオンが生じると同時に,脱離基はアニオンになります。結果,このアニオンを安定化する条件(つまり,酸性もしくは中性)の方が Sn1 反応が進みやすくなります。逆に Sn2 反応は,求核試薬が剥出しの状態になる塩基性の方が攻撃性が高まり反応が速くなります(塩基でもある求核試薬を酸性条件下に置くと酸と反応してしまいます)。結果,塩基性から酸性になるに連れて,反応機構は Sn2 → Sn1 にシフトします。

 ざっとこんな感じですが,要点だけ纏めると,「カルボカチオンができ易い,脱離基が脱離し易い」条件は Sn1 に有利ですし,「アニオンができ易い,求核試薬が攻撃し易い」条件は Sn2 反応に有利です。そして,「求核置換反応の機構は Sn1 か Sn2 のどちらか」ですので,反応が起こらない場合は別にして,Sn1 反応が起こり難くなると Sn2 機構で,Sn2 反応が起こり難くなると Sn1 機構で反応が起こります。

 既にある回答と一部重複するかもしれませんが,全く新たな回答として書かせていただきます。

 まず最初に,求核置換反応(Sn 反応)の機構は Sn1 か Sn2 かのどちらかしかありません。時に「Sn1 と Sn2 の中間の機構」とか「Sn1 と Sn2 が混ざった機構」と言われる事がありますが,これは Sn1 と Sn2 並行して起こっているという事(ある分子は Sn1 反応をし,別の分子は Sn2 反応をしているという状態)であって,個々の分子を見ればどちらか一方です。

 結果,Sn1 反応になるか Sn2 反応になるかは,...続きを読む

Q陽子と電子の質量比

陽子の質量が電子の質量の約1800倍なのは何故ですか?

Aベストアンサー

wikipediaのクオークにあるクオークの質量の項を参考にしてください。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AF%E3%82%A9%E3%83%BC%E3%82%AF

QL体とD体

糖はD体、アミノ酸はL体の異性体で構成されますが、異性体のD体とL体の見分け方を教えてください。

Aベストアンサー

 構造式を見てDとLを見分ける方法についての質問と解釈して解答します。
 D、L表示法は糖やアミノ酸の絶対配置が求められる以前からある表記法です。(+)-グリセルアルデヒドにD、(-)-グリセルアルデヒドにLを接頭 辞としてつけます。DかLか見分けたい化合物(糖やアミノ酸)に含まれる不斉炭素のうち、IUPACルールにおいて最も番号の大きい不斉炭素の絶対配置がD-(+)-グリセルアルデヒドと等しい場合にD体とし、L-(-)-グリセルアルデヒドと等しい場合をL体とします。因みにD-(+)-グリセルアルデヒドはFischer投影式において、上がCHO、右がOH、左がH、下がCH2OHとなる構造です。
 もうひとつ言っておくと、L体の糖やD体のアミノ酸もちゃんと存在します。血液型を決める多糖の構成成分にはL-フコースがあり、哺乳動物の脳にはD-セリンとD-アスパラギン酸が存在し、脳の高次機能に関係しているのではないかと考えられています。

Q蒸気圧ってなに?

高校化学IIの気体の分野で『蒸気圧』というのが出てきました。教科書を何度も読んだのですが漠然とした書き方でよく理解できませんでした。蒸気圧とはどんな圧力なのですか?具体的に教えてください。

Aベストアンサー

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できます。
また、油が蒸発しにくいのは油の蒸気圧が非常に低いためであると説明できます。

さきほど、常温での水の飽和蒸気圧が0.02気圧であると述べましたが、これはどういう意味かと言えば、大気圧の内の、2%が水蒸気によるものだということになります。
気体の分圧は気体中の分子の数に比例しますので、空気を構成する分子の内の2%が水の分子であることを意味します。残りの98%のうちの約5分の4が窒素で、約5分の1が酸素ということになります。

ただし、上で述べたのは湿度が100%の場合であり、仮に湿度が60%だとすれば、水の蒸気圧は0.2x0.6=0.012気圧ということになります。

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できま...続きを読む

Q光学活性をもつ光学異性体について

光学活性を持つ光学異性体について説明するときに、どんなふうに説明すればいいですか?(具体例をお願いします)
また、その測定方法を図示する場合はどうすればいいですか?

Aベストアンサー

 質問者本人が、用語の意味をしかっりと理解していないようですね。まずは、ご自身で有機化学の教科書の立体化学の章をじっくりと読むことをお勧めします。この類の用語は有機化学を専攻している学生でも区別出来て無いことが多いので、別に質問者さんを責めているわけではありません。
ここで、全てを説明することは難しいので要点を書きます。

『光学活性』とは、既に回答があるとおりに「光の偏光面を回転させる性質のある物質」です。

『鏡像異性体(エナンチオマー)』とは、「二つの化合物の構造式について、平面に書いた(=3次元立体構造を無視した)構造式は等しいが、立体構造を考えると重なり合わず、丁度鏡に映した物同士の関係(実像と鏡像)になるもの」を指します。例えば右手と左手。L-アミノ酸とD-アミノ酸など。

鏡像異性体を有する分子構造を『キラル(掌性)』と呼びます。一般に炭素原子に異なる四つの置換基が着くとキラルな分子と成り、その四つの異なる置換基がついた炭素原子の事を『不斉炭素』と呼びます。

『光学異性体』とは、『鏡像異性体』の内『光学活性』なものの関係を指します。一般に、「全ての光学活性体には光学異性体の関係を満たす分子が存在し、その光学異性体同士は、光の旋光面が丁度正負の関係で反転しています。例えば、ある化合物が光学活性でその旋光度が+20°なら、その鏡像異性体は-20°の旋光度を持ち、それらは光学異性体の関係にあります。

ここで、ちょっとややこしい書き方をしましたが、それは、次の理由によります。

 全ての『光学活性体』は『キラル』な構造を有し『鏡像異性体』が存在するが、全ての『キラル』な分子が『光学活性体』では無い。
と言う事実と、
『不斉炭素』を持たない『キラル』化合物があり、『不斉炭素』有していても『キラル』でない(=アキラル)、すなわち、光学不活性な分子も存在するからです。

 例えば、L-酒石酸は光学活性でその光学異性体(かつ鏡像異性体)は、D-酒石酸ですが、世の中には光学不活性なメソ酒石酸なる分子も存在します。この三つの分子構造は、平面状に書くと(立体を無視すると)全て同じです。ご自分で調べてみてください。
 また、キラルで光学不活性(鏡像異性体が存在するのに光学不活性)な分子として、5-エチル-5-プロピルウンデカンという分子が存在します。(Wynberg. H, Hulshof. L. A., Tetrahedron, 1974, 30, 1775)


 質問に直接答えていないうえ、長文で申し訳なく思いますが、この質問に答えるには、質問者様が上記説明にでてきた『』でくくった単語の意味を正確に理解することが第一だと思いこのような回答をさせていただきました。
 私の回答も専門家の方が読んだら不適切な部分があると思いますので、その場合適宜訂正を入れてください。

 質問者本人が、用語の意味をしかっりと理解していないようですね。まずは、ご自身で有機化学の教科書の立体化学の章をじっくりと読むことをお勧めします。この類の用語は有機化学を専攻している学生でも区別出来て無いことが多いので、別に質問者さんを責めているわけではありません。
ここで、全てを説明することは難しいので要点を書きます。

『光学活性』とは、既に回答があるとおりに「光の偏光面を回転させる性質のある物質」です。

『鏡像異性体(エナンチオマー)』とは、「二つの化合物の構造式...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