炭素の価標は4,酸素の価標は2なので
二酸化炭素の構造式は

  O=C=O

といった形で表されますが、
一酸化炭素の場合、構造式はどのようになるのですか。

高校の化学の先生に訊いても
「パイ結合がウンタラカンタラで、表すことは出来ない」
といわれてしまいました。
出来ないなら出来ないなりに
簡単に解説してくださると助かります。

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A 回答 (4件)

「共鳴」という概念を導入して考えます。



共鳴とは「複数の結合様式が混合した状態」のことで、具体的にはinorganicchemistさんが提示している三つの構造が混合した状態、ということになると思います。つまり、CとOとは二重結合と三重結合とが混合した状態ということです。

たとえばベンゼンの構造を描くと、CとCとの結合は三つの単結合と三つの二重結合とで示されますが、その実態はすべてが1.5重結合的なものです。これも、単結合と二重結合とが共鳴した状態によるものです。

補足ですが、inorganicchemistさんの話では、COの伸縮振動エネルギーは三重結合のものに近いとのこと。よってCOの共鳴構造は、三重結合をもった構造の寄与が大きいということが分かります。
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赤外分光の結果から酸素炭素間は三重結合であるとされているようです。


(不対電子2こ)C=O(不対電子4こ)
この状態から酸素から炭素に向かって不対電子を供与し配位結合を生じます
(不対電子2こ)C(三重結合)O(不対電子2こ)
最終的に
C(-)(三重結合)O(+)

もっと難しいのが一酸化窒素です。こちらは私もよくわかりません。
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以下の参考URLは参考になりますでしょうか?


「分子の上のπ電子のふるまい」
高校生にはちと難しいかもしれませんが・・・?
「形式荷電(その2)・・・+, -および・(つまり結合電子対の分割法):練習問題」

このような疑問は大事にしてください。
高校時代にやはり化学に興味を持ち、「化学のサークル」にも入り、友達の影響でポーリングの「化学結合論」も分からないながらに読んだ記憶があります。

蛇足ですが、われわれの時代とは異なり、ネットが発達してすばらしい時代です。
そこで、ご存知かもしれませんが、
http://www.yamamura.ac.jp/chemistry/index.html
(楽しい高校化学)
のようなサイトもいくつかありますので参考にしてがんぱって下さい。

御参考まで。

参考URL:http://ns.ph.sci.toho-u.ac.jp/tamura/Hakone96/HK …
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O=C:


でしょうか?Cの隣の「:」は、いわゆる結合できないでフリーの状態にある炭素の「手(+)」で、CO2に電子(e-)を提供すると、このような状態(フリーラジカル)になるのでは?
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【化学】「分子に炭素を含むものを有機物と言います。ただし、一酸化炭素と二酸化炭素は炭素が含まれているのに有機物ではありません」


どういう理屈で一酸化炭素と二酸化炭素は有機物から除外されてるんですか?

数学だと何の法則性もないので数学者ならブチ切れてるレベルでは?

規則性がないのになんで一括りに纏めちゃったの?

纏めた人は馬鹿なの?

Aベストアンサー

結論から言いますと、一酸化炭素COや二酸化炭素CO2が無機化合物とされるのは、「昔から『無機化合物』に分類されていたから」、すなわち慣例上の理由からです。

現在では、「炭素を含む物質を有機化合物、炭素を含んでいない物質を無機化合物」と区別している原則は、すでにご存じだと思います。

しかし、19世紀初頭までの化学の世界では、「生物が作り出した物質を有機化合物、生物とは無関係に作られたもの(たとえば岩石や鉱物、食塩など)を無機化合物」と
区別がされていました。そして、有機化合物については、「生命力によってのみ作られ、人工的に合成することのできない特別な物質」と考えられていたのです。

ところがこの頃、COやCO2などの一部の炭素を含む物質、つまり現在で言うところの「有機化合物」が、すでに人工的に合成することが可能になっていたのです。
しかし、上に書いたような当時の基準に基づいて、当時、人工的に合成可能だったCOやCO2は「無機化合物」に分類されてしまったのです。

この概念に変化をもたらしたのが、ドイツの化学者ウェーラーです。ウェーラーは、無機物であるシアン酸アンモニウムNH4OCNを加熱して、有機物である尿素CO(NH2)2の
合成に成功したのです。この成功がもとで、多くの有機化合物が、人工的に合成されていき、現代の「炭素を含む物質を有機化合物、炭素を含んでいない物質を無機化合物」とする
基準が完成されました。


従って、現代の基準によれば、COもCO2も「有機化合物」となるはずです。しかし、COやCO2に関しては「昔から『無機化合物』に分類されていたから」という理由で、
現在も「無機化合物」とされているのです。


COやCO2のように、「昔から『無機化合物』に分類されていたから」という理由で、炭素を含むにも関わらず、無機化合物とされている物質は結構あります。
CO、CO2を筆頭に、CaCO3のような炭酸塩、シアン化水素HCN(いわゆる青酸です)やシアン化カリウムKCN(青酸カリ)などのシアン化合物がこれにあたります。

なお、昔は四塩化炭素CCl4(テトラクロロメタン)も、この慣例上の理由で無機化合物とされていました。しかし、四塩化炭素に関しては、メタンCH4の誘導体として考えるようになったために、有機化合物とされるようになりました。

結論から言いますと、一酸化炭素COや二酸化炭素CO2が無機化合物とされるのは、「昔から『無機化合物』に分類されていたから」、すなわち慣例上の理由からです。

現在では、「炭素を含む物質を有機化合物、炭素を含んでいない物質を無機化合物」と区別している原則は、すでにご存じだと思います。

しかし、19世紀初頭までの化学の世界では、「生物が作り出した物質を有機化合物、生物とは無関係に作られたもの(たとえば岩石や鉱物、食塩など)を無機化合物」と
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Q炭素と酸素から二酸化炭素が合成される化学式はC+O2→CO2で、原子量がそれぞれ12、16とあります

炭素と酸素から二酸化炭素が合成される化学式はC+O2→CO2で、原子量がそれぞれ12、16とあります

この式は量を知りたい時、Cが12とOが16×2とが結合して二酸化炭素が40できるという意味ですか?
違うなら量に関してどう読み取ればいいのでしょうか

Aベストアンサー

Cが12、Oが16というのは、それぞれの元素の原子量ですね。
1個の原子の質量を原子量として定義してるのです。

その原子量にアボガドロ定数を集めると、アボガドロ定数分の質量になります。
アボガドロ定数は6×10^23個という数で、物質の量を表す定数です。
アボガドロ定数分の原子の数を1molとも言います

炭素が原子量が12でアボガドロ定数分(1mol)集めると12gになります。
酸素は原子量が16でアボガドロ定数分(1mol)集めると16gになります。

C+O2→CO2 の反応の場合
詳しく見ると
原子量12の炭素1個が、原子量16の酸素が2個結合した酸素分子1個と反応して、
炭素原子1個と酸素原子2個からできている二酸化炭素分子が1個できている、
という反応を表しているのです。

アボガドロ数定数をかけて考えて上の言い方を変えると、
C原子1mol12gとO2分子1mol32gが反応して、二酸化炭素1mol44gが出来る、
ということと同じ意味になります。

C+O2→CO2 のような元素記号で表した場合
ひとつのCはあくまで炭素原子1個に対して
O2が酸素分子1個が反応して
CO2二酸化炭素分子が1個出来る
と考えるのが適切なのですが、
原子1個などでは問題として扱いづらい時に、1molと読み替えることが頻繁にあるので注意が必要です。
またO2と2Oは同じ酸素原子2個ですが、前者は酸素分子(通常我々が呼吸している酸素のこと)を表していて、
Oは酸素原子1個、2Oでは酸素原子2個を表すので注意が必要です。

Cが12、Oが16というのは、それぞれの元素の原子量ですね。
1個の原子の質量を原子量として定義してるのです。

その原子量にアボガドロ定数を集めると、アボガドロ定数分の質量になります。
アボガドロ定数は6×10^23個という数で、物質の量を表す定数です。
アボガドロ定数分の原子の数を1molとも言います

炭素が原子量が12でアボガドロ定数分(1mol)集めると12gになります。
酸素は原子量が16でアボガドロ定数分(1mol)集めると16gになります。

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Q【化学】炭酸飲料の二酸化炭素が簡単に気(二酸化炭素)が抜けない理由を教えてください。 水は酸素16:

【化学】炭酸飲料の二酸化炭素が簡単に気(二酸化炭素)が抜けない理由を教えてください。


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そこに二酸化炭素を注入しても化学反応における化学の理屈ならすぐに二酸化炭素は電離するはずなのに以外にそう簡単には二酸化炭素は無くならない。

これはどういう仕組みなのでしょうか?

その割に水素水ともなると水素はすぐに水から電離するのですぐにタダの水になる。と言う。

そのタダの水ですら酸素と水素の割合は8:1で以外にタダの水でも水素は結構含まれているじゃんって感じですが炭酸飲料の二酸化炭素はなかなか水から抜けないのに水素水の水素は開封した瞬間に水素は8:1の普通の水の割合に戻るという主張は正しいのか知りたいです。

すぐに抜けていない可能性もあるのでは?

すぐに抜けるのすぐとは数秒の話でなく數十分は持つのでは?と思ったり。

水素は軽く。二酸化炭素は重いので本当に一瞬で1:8のオーバー分は抜けるのか教えてください。

Aベストアンサー

水溶液中で二酸化炭素は電離しないです。
CO2+H2O⇔H2CO3
の平衡が成り立って、炭酸H2CO3ができますがこの平衡は左側に偏っているので、ほとんどの二酸化炭素が水溶液中では二酸化炭素分子として存在しています。

水の性質として二酸化炭素をよく溶かし、25℃1000hPa(およそ1気圧)の水溶液中で0.145g/cm^3も溶かします。
放っておけば気が抜けるのは確かなのですが、よく溶けるので抜けにくいので衝撃を与える・熱を加える等をしないと一気に抜けることはないです。

それでも水に溶けた二酸化炭素のうち、ごく一部は炭酸となり電離して弱酸性を示します。
H2CO3 ⇔ 2H+ + CO3-
ですね。

それに対して水素水はよく判りませんね。
↓国民生活センターのレポートです。
http://www.kokusen.go.jp/pdf/n-20161215_2.pdf

レポートの実験データを見ると分かるのですが、溶けている水素の量が全然少ないですね。

Q4価の炭素は何基?また3価および4価のシクロアルカンは何基というんでしょうか?

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 また3価および4価のシクロアルカンを何基というかについても分からなかったので、こちらもご存じの方がいらっしゃいましたらお教えください。これらの場合シクロアルカンに置換基が結合しているということになるのでしょうか。

Aベストアンサー

そういうことなら, -yl, -ylidene あるいは -ylidyne に適当な倍数辞をつけてやってください. それぞれ単結合, 2重結合あるいは 3重結合で他の原子とつながっていることを意味します.
1,4-dimethylcyclohexane のシクロヘキサン部分は cyclohexane-1,4-diyl, 1,2,3,4-tetramethylcyclohexane なら cyclohexane-1,2,3,4-tetrayl, 1-ethanylidene-3,4-dimethylcyclohexane なら cyclohexane-1,2-diyl-4-ylidene です.
もちろん 1,1-dimethylcyclohexane のときは cyclohexane-1,1-diyl.

Q二酸化炭素の構造

二酸化炭素が直線状分子になる理由を教えてください!!

Aベストアンサー

量子化学の話になりますね
sp混成軌道 二酸化炭素
というキーワードでgoogle検索してみてください
一応、参考URLを下に書きました
ここでの話の要約としては、シグマ結合とパイ結合により直線的に固定化された結合になるからということです
つまり、炭素と酸素の結合部分だけ(片側だけ)を説明すると、炭素のsp混成軌道の電子1個と酸素のp軌道の電子1個が結合した軌道を共有してシグマ結合(下記URLの図を参照)を形成し、混成軌道をつくらなかった炭素のp軌道の不対電子1個と酸素の残りのp軌道の不対電子1個が結合した軌道を共有してパイ結合(下記URLの図を参照)を形成することが、直線状分子になるという説明です
具体的な書名は忘れましたが、量子化学関係の本をいくつか探すといいかと思います

参考URL:http://ww2.et.tiki.ne.jp/~km8-shop/sub16.htm


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