高校の化学なのですが、酸と塩基の分野なのですが、塩基性や酸性の強さが電子配置に関係してると教わったの

高校の化学なのですが、酸と塩基の分野なのですが、塩基性や酸性の強さが電子配置に関係してると教わったのですが関係性がわかりません。電子配置からどのようにして塩基性や酸性の強さがわかるのでしょうか？

No.4 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2017/02/05 16:24

高校でそれはおかしい。

有機化学のルイス酸ルイス塩基となると関連性を説明する必要があるかもしれません。

たとえば、NaOH は、Ca(OH)₂よりも、水に対して塩基性が強いですが、それを電子配置で説明するより、水酸化カルシウムの解離
Ca(OH)₂ ⇄ Ca⁺ + 2(OH)⁻　　k = 5.5 × 10⁻⁶
で説明するほうが適しています。
☆酸化還元、酸塩基も常に相手があればこそで、一つの物質について論じるのは適していません。
　例えば、水は「ブレンステッド・ローリーの定義」に従うと、酸にも塩基にもなりうることは学ばれたと思います。★ブレンステッド・ローリーで最も重要なポイントになります。
　このときに、「電子配置に関係してる」なんて意味ないでしょう。

　たぶん、指導されている先生もよくご存じないのじゃないかと・・
　直接先生に、直接「塩基性や酸性の強さが電子配置に関係してると教わったのですが関係性がわかりません。」と夜討ちでもかけてごらんなさい。

　有機化学の分野で、BF₃がルイス酸としてして働く説明でしたら、BF₃の電子配置が問題となりますけど・・。

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2017/02/08 17:56

No.3 回答者： asdffafa00 回答日時： 2017/02/04 18:25

No.1,2の人からすると子供じみた回答になりますが、

高校レベルで教師が言っている内容を推測すると

酸はH(水素原子)-R(それ以外)からH+ + R-になり易いほど酸性が強くなります。
Ｈ(水素原子)→電子→　Ｒとして、どれだけ電子を引き付けやすいかで決定します。

塩化水素ＨＣｌなどの水素と原子一つの単純な化合物なら塩素原子だどれだけ電子を引き付けるかが問題になり、
硫酸などの複雑な場合では硫酸の構造はS原子に二重結合の酸素が二つ、ＯＨ基が二つがくっついている状態で
便宜的に書くとS(OH)(OH)(=O)(=O)　みたいな構造になっているというのはたぶん8電子則(オクテット則)という言葉で
授業で教えてもらってるはず。H:O:S::O　←1行で表現できてないけどこれ見たいな電子配置をするというのは
やってるはず。

硫酸の場合、水素イオンが電離するときに酸素原子に電子を受け渡し易さが重要になってきますが、
その先のＳ原子や酸素原子などがさらに電子を欲しがる様な構造や原子の存在があると、
水素原子から電子をさらに奪いやすくするのでプロトンとして乖離しやすくなり、酸性が強くなる、
というのが簡単な考え方かと思います。
H:O:S::O(硫酸の分子構造の一部) → Ｈ+ + :O-:S::O

有機物の時の考え方も同じでH-有機物でどれだけ有機物の方に電子が引っ張られるかで
強さが変わっていきます。

これらを電子配置に関係があると言っていたのではと個人的には思います。

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2017/02/08 17:56

No.2 回答者： doc_somday 回答日時： 2017/02/04 16:36

それを理解するには有機・無機化学を理解しなくてはなりません。

理由は簡単で、単原子酸や単原子塩基はほとんど無いからです。単原子酸はハロゲン水素化物ばかり、塩基の方は探すのは無理。電子配置だけでなく分子構造に依存するので、電子配置だけで理解しようとするのは無謀。

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2017/02/08 17:57

No.1 回答者： むらさめ 回答日時： 2017/02/04 00:52

酸塩基の定義はいくつかあり、

・アレニウスの定義　1884年
酸:H+濃度を高める物質
塩基:OH-濃度を高める物質
・ブレンステッド･ローリの定義　1923年
酸:H+を与える物質
塩基:H+を受け取る物質
・ルイスの定義　1923年
酸:電子対を受容する物質
塩基:電子対を供与する物質
となっており、高校では主にアレニウスの定義とブレンステッド･ローリの定義が教えられると思います。

物質間のH+の挙動について、原子の電子配置が影響を与えるのは確かなことなのですが、
H+の乖離の強弱に個々の原子･分子の電子配列が影響を与えるとは高校では教えないと思います。
酸化還元の方が電子密度の大小が直接関係しているので、酸化還元現象の方がより電子配置に関係しています。
また、化学における物質の性質の殆どは酸塩基や酸化還元に限らず、原子の最外殻の電子が一番影響すると一般的に言われています。
それらを踏まえて、質問の文章を読むと、どこかに何かの情報の欠落があるように感じます。

化合物がどのような電子配置を取るのかは、量子力学から発達した量子化学の分野になりますが、これは大学の物理化学系の専門課程で扱う領域になります。
私が学生だった昔は、量子化学で漸く近似的に論じることができるようになったのですが、今はコンピューターを使いより正確に電子配置を予測したり、
また、実際の現象と計算との差異が分かるようになってきました。

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2017/02/08 17:57