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化学の問題です。
窒素分子N2、N2^+、N2^-において結合エネルギーの大小を比較せよ。

という問題ですがこの場合は結合次数で比較して
N23.0
N2^+2.5
N2^-2.5
となり、
N2^+=N2^-< N2
という結果になりますよね。

でも実際は
N2^-<N2^+< N2
となるということを調べて知りました。

結合次数によって細かく判断できないのはわかりますが、
何が原因でN2^+とN2^-に差が生じるのでしょうか?

どなたか具体的に解説をお願いします。

A 回答 (1件)

>何が原因でN2^+とN2^-に差が生じるのでしょうか?



精密な議論とは全く異なりますが、精密な議論は「こうだからしょうがない」にしかならないので、考え方を示します。

窒素分子の二つの非共有電子対(lone pair)は1つの原子に1つずつあります。ここがHOMOです。

N2^+はここから電子が奪われる事になります。見てくれはN2とかわりません。

ところが、N2^-のHOMOはπ*かσ*か混成軌道かいずれにせよN2と電子分布はまるで異なります。

簡単に考えて負電荷が離れた位置に居ようとするために分子は大きくなるでしょう→結合が弱まる。

また、N-N間のπ*に一電子が入ればもろに反結合性が大きくなるでしょう。
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この回答へのお礼

なるほど、こうだからしょうがないんですね。

考え方も示していただいてありがとうございます。

参考にさせていただきます。

お礼日時:2012/07/29 18:50

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Q結合次数と結合エネルギー

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Aベストアンサー

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Aベストアンサー

分子の化学結合理論で、分子軌道法という理論の中で使われます。
文だけで分かりづらいと思うので画像をご覧ください。

まず、簡単に水素原子2つから水素分子1つができる過程を考えます。
それぞれの水素は1s軌道に電子を1つずつ持っています。
この2つの1s軌道は相互作用し、エネルギーの異なる2つの軌道ができます。
このときエネルギーの低い方の軌道は、2つの軌道の電子波の位相(波動関数の符号)を合わせて重なります。
すると重なった部分(2つの原子間)の電子密度が高くなり、この軌道の電子は2つの原子核を引き寄せ結合を生成しますから、「結合性軌道」と呼ばれます。
しかしエネルギーの高い方の軌道では、2つの軌道の電子波は位相を逆向きにして重なるのです。
すると、重なった部分の電子密度は低くなり、2つの原子間とは反対方向の電子密度が高くなります。
結果、この軌道はそれぞれの原子を結合とは逆向きに引き離し、結合を破壊する性質を持つので「反結合性軌道」と呼ばれます。

水素分子H2では、このように2つの1s軌道から結合性軌道・反結合性軌道ができます。
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結合次数は (結合性軌道中の電子 + 反結合性軌道中の電子)/2 で求められます。水素分子の結合次数は1となります。
水素分子の結合は単結合である、ということに一致していますね。

分子軌道法はこのように考えます。

分子の化学結合理論で、分子軌道法という理論の中で使われます。
文だけで分かりづらいと思うので画像をご覧ください。

まず、簡単に水素原子2つから水素分子1つができる過程を考えます。
それぞれの水素は1s軌道に電子を1つずつ持っています。
この2つの1s軌道は相互作用し、エネルギーの異なる2つの軌道ができます。
このときエネルギーの低い方の軌道は、2つの軌道の電子波の位相(波動関数の符号)を合わせて重なります。
すると重なった部分(2つの原子間)の電子密度が高くなり、この軌道の電子は2...続きを読む

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>いったいどこを見て電荷や両電荷間の距離がわかるのですか?表などがあるのでしょうか?

薬学1回生ということなので、これからいろいろ知識を獲得していかれることと思います。さて、直接的な答えにはなりませんが、参考URLの「電気陰性度と極性」のところは一読の価値があると思います。また、次のサイトも覗いてみてください。簡単な分子の双極子モーメントが与えられていたり、分子の形と双極子モーメントの関係などが載っています。
 http://www.keirinkan.com/
   ↓
  化学(2)
   ↓
 共有結合によって結びついた物質
以上、ご参考まで。

参考URL:http://www.shse.u-hyogo.ac.jp/kumagai/eac/chem/lec6-2.html

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などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
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>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
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たとえば、内側にある電子殻の電子は、原子核のすべての正電荷による引力を受けますが、外側の電子殻にある電子が受ける引力は遮蔽によって弱められています。

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レスが付かないようなので、一言。
このサイトのココ↓
http://okwave.jp/kotaeru.php3?q=561839
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参考URL:http://okwave.jp/kotaeru.php3?q=561839

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その参考書の名前は「新研究」と言いませんか?
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   .
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