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エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA)の構造式を教えて下さい。

A 回答 (9件)

構造式は分かりましたかね?



なぜ試薬が二ナトリウム塩なのかというと、一番水に溶けやすいからです。
実際にキレート配位するときにはEDTA(4-)の形で配位します。
たいていの第一遷移金属イオンは六配位八面体をとる傾向を示します。

そこでEDTA(4-)から配位原子を六つ考えてみてください。
電気的に陰性で、不対電子をもつ原子です。

その原子を中心金属からみて前後左右上下に配置すると・・

(↓)は答えです。せっかくですのでなるべくご自分で
考えてみてください。

参考URL:http://www.dojindo.co.jp/wwwroot/productsj/info2 …
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冗談のつもりだったのですが・・・・(はずかしい。

ポッ)
せっかくですので。

とりあえず、[Co(EDTA)](-)錯体について。
もう構造式はおわかりになったと思いますが、
その構造は一通りに決まりましたか? 
別な言い方をすれば、異性体はいくつ存在しますか?

鏡像体を考えてみてください。二つは互いに重なりませんよね。
この錯体には光学異性体が存在します。
六配位八面体錯体の光学異性体は、有機化学の絶対配置RS表示ではなく、
らせん構造に基づいたΔΛを用います。
ほかにも、Co-N-C-C-N-Co部分の五員環は、完全な平面構造をとれないため、
二つのCがN-Co-N平面からずれてしまいます。このずれ方は二通り考えられ、
右巻きらせんと左巻きらせんになります。これはδλで表します。(絶対配座)
これだけで四つの異性体、すなわち二組の光学活性体の対が存在することに
なります。しかし、溶液状態では存在できても、固体(結晶)状態では
一番安定なもののみが存在します。

そしてなんと言っても!錯体の魅力はその色です。
単純な理由です。実験してて楽しいんです。薄い黄色の配位子溶液に薄い緑の
金属イオン溶液を加えると、真っ赤になったり。一般に錯形成反応は広い意味
での酸塩基反応の一部と考えられ、反応が短時間で完結します。混ぜた直後に
赤色だったものが次第に褐色がかってきて、橙色の沈殿が生じたり。
ろ過してびっくり!な時もあります。溶液の色と沈殿の色がまったく違って
いたりすると。

ほかにも、MiJunさんが少し書かれているとおり、生化学の分野などでも
意外なところに錯体が関与しています。というより、生体内に存在する金属は
全て何かしらの錯体になっていると考えた方が妥当です。

そろそろ下書き用のA4に収まりきらなくなってきましたので。
お粗末でした。
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この回答へのお礼

なるほど、ありがとうございました。
前半部は難しいですがおもしろそうです。参考になりました。

お礼日時:2001/06/08 11:26

#No.4のお礼欄への回答です。



金属除去とは、このあと沈殿剤を加えてとりのぞくということでしょうか? 
もしくは、溶存した状態で他の成分を定量する、いわゆるマスキングでしょうか? いずれにせよ、錯体の構造はこれ以外にはありません。

#No.5MiJunさん。
おっしゃるとおりです。頭のてっぺんから足のつま先までとっぷり
ハマッテます。何しろ、私の所属は錯体研究室ですから。
せっかくですので、ここで錯体の魅力について
たっぷりとお話を・・・・・(失礼しました。)
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この回答へのお礼

>金属除去とは、このあと沈殿剤を加えてとりのぞくということでしょうか? 
重金属イオンと反応して塩になり溶解することです。

>せっかくですので、ここで錯体の魅力について たっぷりとお話を・・・・・(失礼しました。)
私自身も非常にためになるのでぜひお願いします。

お礼日時:2001/06/07 14:23

rei00 です。



inorganicchemist さんの回答で解決したかと思いますが,お礼を拝見しましたので一言。

「実際におこなってみましたが、示性式しか出てきませんでした。」とありますが,御覧になった所には次の様に出ていると思います。

 分子式/示性式  (HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2

ここで示性式と書かれているので勘違いされたのだと思いますが,この式は構造式です。

エチレンジアミン四酢酸は分子ですので分子式と示性式は同じものです。つまり,O_O さんが inorganicchemist さんの回答 ANo.#1 の補足に書かれている C10H14O8N2Na2(今の場合は C10H16O8N2)が分子式であり,示性式です。
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この回答へのお礼

やり方をミスったようです。しつれいしました。

お礼日時:2001/06/07 14:08

EDTAはエチレンジアミン四酢酸であり、ご筆問はEDTAのナトリウム塩(キレート滴定等に使用している試薬のことと思います。

EDTAの構造式を書いておきます。
EDTAは (HOOC)2NCH2CH2N(COOH)2 であり、ナトリウム塩は (NaOOC)2NCH2CH2N(COONa)2 です。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時:2001/06/06 14:23

inorganicchemistさんの回答で答えは出てますが、EDTAに関しては、「無機化学」「分析化学」「錯体化学」等の成書には必ず記載されてます!!



蛇足ですが、錯体化学あるいは有機金属錯体は酵素の活性中心にもあり、面白い分野ですよ?
inorganicchemistさんもハマッテいる一人ではと勝手に創造してますが・・・???
(外しましたら、失礼!!)

ご参考まで。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
ぜひ、参考させて頂きます。

お礼日時:2001/06/05 17:29

先ほどの参考URLの図中で「CO2」と書いてあるところ(三カ所)は


すべて「CO」ですね。

参考URL:http://www.dojindo.co.jp/wwwroot/productsj/info2 …
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
ところで、金属を除去する場合、どの部分で金属を取り込むのでしょうか。
今、現在、自分のほうではこの試薬を金属除去として用いていますので。

お礼日時:2001/06/05 17:26

おそらく inorganicchemist さんがおっしゃっている様な質問だと思いますが,試薬の構造式であればカタログを見るのは常識です。



参考 URL に「東京化成」のペ-ジをあげておきますので,このペ-ジの「オンラインカタログ」を選び,「キ-ワ-ドで探す」で「エチレンジアミン四酢酸」を検索して下さい。構造式が出てきます。

後は,inorganicchemist さんの回答で分かるかと思います。なお,何故そうなるかというと,2つのアニオンが出来るだけ離れた方が安定だからです。

いかがでしょうか。

参考URL:http://www.tokyokasei.co.jp/index_j.html
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
実際におこなってみましたが、示性式しか出てきませんでした。

お礼日時:2001/06/05 17:14

確認したいのですが。



エチレンジアミン四酢酸(H4EDTA)そのものの構造は理解した上で
プロトンが二つ脱離した(H2EDTA)2-の構造、つまり
どこのプロトンが脱離したかを知りたい。

という質問ととらせていただきます。

一つのカルボキシル基とエチレン鎖を隔てて反対側の
もう一つのカルボキシル基にプロトンが残っています。

この回答への補足

すみません、説明不足でした。
EDTA(エチレンジアミン四酢酸ニ水素ナトリウム)を用いて金属封子をする場合、その構造式からどのような反応が考えられるかを知りたいです。また、化学式は、
わかるのですが、(ちなみにC10H14O8N2Na2)構造式にした際、どのような形になるのかわかりません。

よろしくお願いします。

補足日時:2001/06/05 16:16
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最後に。電子軌道と不連続なエネルギーについては物理化学(量子力学)の成書を,錯体の色に関する理論(配位子場理論,ヤーンテラー効果)については無機化学(錯体化学もしくは配位化学)の成書をご覧になれば,より一層理解が深まると思います。

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Q分光化学系列と配位子場分裂 高スピンか低スピンか?

只今錯体の勉強をしています。
配位子場理論において、金属と配位子の軌道の相互作用によって、配位子場分裂(Δ)することはわかりました。この時の「エネルギーΔ」と、電子が同一軌道にスピン対をつくって入る際の「電子間反発エネルギー」の大小により、金属のd軌道の電子配置が高スピンになるか低スピンになるか、理解することはできました。

配位子場分裂(Δ)の大きさは、分光化学系列に則った配位子の違いによるものと記憶しています。

また一般に第一遷移金属元素に比べ第二、第三の方が低スピンになると教科書(シュライバーよりかなり大まかです)には書いてありました。

ここで疑問なのですが例えば、[Co(en)3]3+という錯体について考えたとき、Δ及び電子間反発エネルギーの具体的は値、または大小関係が分からなくても、分光化学系列と第何遷移金属といった情報だけで、Coのd軌道の電子は高スピン、低スピンどちらか分かるものなのでしょうか?

つまるところ、金属の種類ごとに、分光化学系列で真ん中(H2O)辺りより左側の配位子は低スピンになる~といったaboutな予測はできないのでしょうか?

また、もう一点、分光化学系列は大まかにC>N>O>Xとなっていますが、なぜでしょうか?配位子と金属のπ軌道の相互作用という面では理解できましたが、以下の説明がわかりません。
「配位子の電気陰性度が増加し、金属にσ供与するエネルギー準位が低下するので、この軌道と金属のσ対称性のeg*軌道とのエネルギー差がC,N,O,Xの順に大きくなり、その結果軌道相互作用が小さくなってΔが小さくなる」

大変長く、またわかりにくい文章となってしまいましたが回答お願いします。

只今錯体の勉強をしています。
配位子場理論において、金属と配位子の軌道の相互作用によって、配位子場分裂(Δ)することはわかりました。この時の「エネルギーΔ」と、電子が同一軌道にスピン対をつくって入る際の「電子間反発エネルギー」の大小により、金属のd軌道の電子配置が高スピンになるか低スピンになるか、理解することはできました。

配位子場分裂(Δ)の大きさは、分光化学系列に則った配位子の違いによるものと記憶しています。

また一般に第一遷移金属元素に比べ第二、第三の方が低スピンに...続きを読む

Aベストアンサー

> 金属の種類ごとに、分光化学系列で真ん中(H2O)辺りより左側の配位子は低スピンになる~といったaboutな予測はできないのでしょうか?

できます。

配位子の分光化学系列ほど有名ではありませんけど、金属イオンの分光化学系列というものがありまして

 Mn2+ < Ni2+ < Co2+ < Fe2+ < V2+ < Fe3+ < Co3+

の順で配位子場分裂Δが大きくなります。[Co(en)3]3+について考えると、Co3+はΔが大きくなるイオン、enはΔがそこそこ大きくなる配位子なので、[Co(en)3]3+は低スピン錯体になることがわかります。

おおざっぱには
 Mn2+はNO2とCNの間、
 Co2+はphenとNO2の間、
 Fe2+はenとbpyの間、
 Fe3+はH2Oとenの間、
 Co3+はFとH2Oの間、
に高スピン錯体と低スピン錯体の境界線があります。

Mn3+とCr2+はヤーン-テラー効果のために正八面体構造からずれるので少し厄介で、これらのイオンはふつう金属イオンの分光化学系列には含めません。Mn3+では高スピンになる錯体がほとんどで、低スピンになるのは[Mn(CN)6]4-くらいです。Cr2+では、[Cr(en)3]2+が高スピン、[Cr(bpy)3]2+が低スピンになるので、Fe2+とだいたい同じところに境界線があると考えればいいです。Ni3+は、事実上すべて低スピン錯体になります。

> 分光化学系列は大まかにC>N>O>Xとなっていますが、なぜでしょうか?

配位子のπ軌道と金属のd軌道との相互作用のためです。金属にσ供与する軌道のエネルギー準位の違いは、分光化学系列にはあまり影響しません。このことは、ハロゲンの順序が F>Cl>Br>I になっていることから分かります。もしσ供与する軌道のエネルギー準位の違いが分光化学系列を決めているのならば、I>Br>Cl>Fの順になるはずです。ふつうは、「F→Iの順にΔが小さくなるのは、F→Iの順にπ供与性が強くなるからだ」という説明がなされます。

> 以下の説明がわかりません。
> 「配位子の電気陰性度が増加し、金属にσ供与するエネルギー準位が低下するので、この軌道と金属のσ対称性のeg*軌道とのエネルギー差がC,N,O,Xの順に大きくなり、その結果軌道相互作用が小さくなってΔが小さくなる」

金属にσ供与する配位子のエネルギー準位は、金属のd軌道よりも低いところにあります。配位子のエネルギー準位が低くなれば低くなるほど、金属のd軌道とのエネルギー差が大きくなるので、軌道相互作用が小さくなってΔが小さくなります。配位子のエネルギー準位は配位子のイオン化エネルギーの符号を変えたものなので、配位子の電気陰性度が増加するほど低くなります。

> 金属の種類ごとに、分光化学系列で真ん中(H2O)辺りより左側の配位子は低スピンになる~といったaboutな予測はできないのでしょうか?

できます。

配位子の分光化学系列ほど有名ではありませんけど、金属イオンの分光化学系列というものがありまして

 Mn2+ < Ni2+ < Co2+ < Fe2+ < V2+ < Fe3+ < Co3+

の順で配位子場分裂Δが大きくなります。[Co(en)3]3+について考えると、Co3+はΔが大きくなるイオン、enはΔがそこそこ大きくなる配位子なので、[Co(en)3]3+は低スピン錯体になることがわかります。
...続きを読む

Q配位子場安定化エネルギー???

次の金属イオンが高スピン型の八面体形と四面体形錯体をつくるとき、両者の配位子場安定化エネルギーの差を計算せよ。ただし、Δ_t=(4/9)Δ。とする。
(1)Cr2+ (2)Mn2+ (3)Fe2+

という問題で、(上の問題文が見づらいようでしたら
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRMm82OUhOMmFabzA/edit?usp=sharing
をご覧ください。全く同じ問題文です)

解答は
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRSXlPQWZOdFVNS1k/edit?usp=sharing
です。
解答を見てもちんぷんかんぷんです。

問題文に出てくるデルタのような記号Δは何ですか? 扱っている教科書に出てきません。意味も読み方もわかりません。添え字の t と o も何なんでしょうか。解答に oct と tet がありますからこれのことなんでしょうけど、何の単語の頭文字でしょうか。

LSFE も???です。こちらはまだ教科書で探してみていないので、ひょっとしたら載っているかもしれませんが。

次の金属イオンが高スピン型の八面体形と四面体形錯体をつくるとき、両者の配位子場安定化エネルギーの差を計算せよ。ただし、Δ_t=(4/9)Δ。とする。
(1)Cr2+ (2)Mn2+ (3)Fe2+

という問題で、(上の問題文が見づらいようでしたら
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRMm82OUhOMmFabzA/edit?usp=sharing
をご覧ください。全く同じ問題文です)

解答は
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRSXlPQWZOdFVNS1k/edit?usp=sharing
です。
解答を見てもちんぷんかんぷんです。

問題文に出てくるデ...続きを読む

Aベストアンサー

> 問題文に出てくるデルタのような記号Δは何ですか?

配位子場分裂パラメーターです。

> 添え字の t と o も何なんでしょうか。

それぞれ tetrahedral と octahedral の頭文字です。

> LSFE も???です。

LSFEではありません。LFSEです。Ligand Field Stabilization Energy の略です。日本語でいうと配位子場安定化エネルギーです。

> 解答を見てもちんぷんかんぷんです。

Cr2+の八面体形錯体の場合は、以下のようにLFSEを計算します。

Crは周期表第6族の元素だから、これの2価イオンのd電子数は6-2=4個。高スピン型だからエネルギー準位の低い軌道(t2g軌道)に3個電子を詰めた後に、エネルギー準位の高い軌道(eg軌道)に残りの1個の電子を詰める。t2g軌道の電子のエネルギーは電子1個あたり(-2/5)Δoで、eg軌道の電子のエネルギーは電子1個あたり(+3/5)Δoだから、LFSEは
(-2/5)Δo×3+(+3/5)Δo×1=(-3/5)Δo
となる。

他も同様です。がんばって下さい。

> 問題文に出てくるデルタのような記号Δは何ですか?

配位子場分裂パラメーターです。

> 添え字の t と o も何なんでしょうか。

それぞれ tetrahedral と octahedral の頭文字です。

> LSFE も???です。

LSFEではありません。LFSEです。Ligand Field Stabilization Energy の略です。日本語でいうと配位子場安定化エネルギーです。

> 解答を見てもちんぷんかんぷんです。

Cr2+の八面体形錯体の場合は、以下のようにLFSEを計算します。

Crは周期表第6族の元素だから、これの2価イオンのd電子数は6-2...続きを読む

Qd電子数の数え方

金属錯体の中心金属のd電子を数える方法ですが
なぜ族番号から酸化数を引いた値なのでしょうか。
例えば酸化数0のVの場合、d電子は族番号と同じ5
と数えられるみたいですが
電子配置自体は4s軌道に2電子、3d軌道に3電子ですよね
なぜ、s軌道分までカウントするのでしょうか。

Aベストアンサー

原子番号が20より大きい原子では、4s軌道よりも3d軌道の方が軌道エネルギーが低いので、4s軌道よりも先に3d軌道に電子が詰められることは、構成原理(Aufbau principle)から考えて自然なことです。

むしろ中性バナジウム原子の電子配置が (3d)3 (4s)2 になっていることの方が、軌道エネルギーの低い順に電子を詰めていく、という構成原理に反しています。これは、「4s軌道と3d軌道の軌道エネルギーの差は小さく、電子間のクーロン反発エネルギーは、4s電子と4s電子, 4s電子と3d電子, 3d電子と3d電子, の順で大きい。3d電子の一部を4s軌道に入れると軌道エネルギーは損をするけど電子間反発エネルギーで得をするので、(3d)5 (4s)0 の電子配置よりも (3d)3 (4s)2 の電子配置の方がトータルのエネルギーは低くなる」と考えればいいです。3d電子間よりも4s電子間の方が電子反発が小さくなるのは、「M殻の3d軌道よりもN殻の4s軌道の方が軌道が広がっていて電子の動ける範囲が広くなるので、電子間の平均距離が3dよりも4sの方が大きくなるため」と説明することができます。

孤立した中性原子では構成原理が成り立たないのに、金属錯体の酸化数ゼロの中心金属で構成原理が成り立つことについては、以下のような説明ができます。質問者さんの納得できる説明がひとつでもあれば幸いです。

◆配位子の電子との電子反発は3d電子よりも4s電子の方が大きいため、4s電子の方がクーロン反発力が大きくなる。クーロン反発力の軽減、といううまみがなくなるので、孤立中性原子とは異なり構成原理が成り立つ。
◆配位子の軌道との相互作用は3d軌道よりも4s軌道の方が大きく、4s軌道の方が軌道エネルギーの上がり幅が大きい。4s軌道と3d軌道のエネルギー差が大きくなるので、孤立中性原子とは異なり構成原理が成り立つ。
◆配位子と配位結合するために、4s軌道はsp3混成軌道(四面体型錯体)またはd2sp3混成軌道(八面体型錯体)を作る。これらの混成軌道には配位子由来の電子が入るので、4s軌道にもともと入っていた電子は、混成に使われなかった3d軌道に入るしかない。
◆分子軌道法で考えると、3d軌道は配位子との相互作用がそれほど大きくないので、中心金属の内殻軌道と考えることができるが、4s軌道は配位子との相互作用が大きいので、分子全体に広がった軌道の一成分になってしまう(LCAO近似)。つまり金属錯体の中心金属の3d軌道を(近似的に)考えることはできても、分子軌道法では中心金属の4s軌道というものをそもそも考えない。

原子番号が20より大きい原子では、4s軌道よりも3d軌道の方が軌道エネルギーが低いので、4s軌道よりも先に3d軌道に電子が詰められることは、構成原理(Aufbau principle)から考えて自然なことです。

むしろ中性バナジウム原子の電子配置が (3d)3 (4s)2 になっていることの方が、軌道エネルギーの低い順に電子を詰めていく、という構成原理に反しています。これは、「4s軌道と3d軌道の軌道エネルギーの差は小さく、電子間のクーロン反発エネルギーは、4s電子と4s電子, 4s電子と3d電子, 3d電子と3d電子, の順で大きい...続きを読む

Q薄層クロマトグラフの展開溶媒について

薄層クロマトグラフで使用する展開溶媒に使用する一般的な溶媒は何なのか?溶媒の組合せはどうするのか?
また、展開を早くしたい場合など比率をどのように変えればいいのか教えて下さい。

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対象物質がわからない限り、一般的、と言われても困るんですが。

単純脂質であれば、ヘキサン - ジエチルエーテル (- 酢酸)、

リン脂質であれば クロロフォルム - メタノール - 水 (あるいは、アンモニウム水)

糖脂質であれば、基本は クロロフォルム - メタノール - 水 ですが、塩を入れたり、で。

一般に展開を早くすると分離が悪くなり、Spot も広がります。適切な展開条件は、物質によって変わってきて、必ずしも早くする必要が理解できないんですが。

Qフェロセンの合成

こんにちは。
この前、化学実験でフェロセンの昇華精製の実験をしました。
そして課題が出されたのですが、調べてもわからないことがあったので質問させてください。
その課題というのは・・・
フェロセンの合成について反応式を使って説明せよ、とのことでした。
フェロセンの合成の手順は資料に明記してあったのですが、反応式がわかりませんでした。
一応その合成の手順を書いておきます。
(1)dicyclopentadieneを熱分解しながら常温で液体のcyclopentadieneを集める。
(2)1,2-dimethoxyethaneを溶媒として、cyclopentadieneと水酸化カリウムを反応させる。
(3)無水塩化鉄(II)のDMSO溶液を調整する。
(4)(2)と(3)の溶液を混合する。
(5)水を添加し、析出したフェロセンの黄色微結晶をとる。
(6)昇華精製する。
わからなかったところは(2)以降です。
できれば教えていただきたいのですが、もしこの合成法が載っている本やサイトがありましたら、教えてください。
よろしくお願いします。

こんにちは。
この前、化学実験でフェロセンの昇華精製の実験をしました。
そして課題が出されたのですが、調べてもわからないことがあったので質問させてください。
その課題というのは・・・
フェロセンの合成について反応式を使って説明せよ、とのことでした。
フェロセンの合成の手順は資料に明記してあったのですが、反応式がわかりませんでした。
一応その合成の手順を書いておきます。
(1)dicyclopentadieneを熱分解しながら常温で液体のcyclopentadieneを集める。
(2)1,2-dimethoxyethaneを溶媒と...続きを読む

Aベストアンサー

あまり自信はないですが式は
(2)C5H6+KOH→[C5H5]^- K^+ +H2O
(4)2[C5H5]^-K^+ +FeCl2→Fe(C5H5)2+2KCl
かと思われます
ポイントとしては
(2)で塩基がシクロペンタジエニンの水素を引き抜き
[cyclopentadienyl]^- K^+ と H2Oになり、
(このとき五員環炭素上には孤立電子対が存在し、共鳴しているようなアニオンをつくるはずです)
(3)無水塩化鉄(II)のDMSO溶液を調整
これはとりあえず非溶媒を用いて反応に水が入らない溶液にしているだけかと思われます
(多分実験自体も空気中ではやらなかったのではないかと思いますが)
(4)でシクロペンタジエニル基のπ軌道と鉄の間に結合が生成
(5)フェロセンは水に不溶なので水を加えて析出
(6)常圧では融点よりもかなり低い温度で昇華するので昇華により精製

と言ったところかと思います
以前やった実験を思い返しながら書きましたが
違うところがありましたらスイマセン


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