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塩化ベリリウムのベリリウムの混成軌道はspだと思ったのですがsp^2でした…自分で考えてみたのですが何分かけても分かりません。教えていただけませんか?

A 回答 (2件)

どういう状態での BeCl2 を考えるかにもよるような....



Wikipedia を見てみると, 固体の BeCl2 では Be が 4配位になっていて, 絵を見る限りでは sp3混成と考えるのが妥当. 気相では 2配位の単量体 [BeCl2] と 3配位の 2量体 [(BeCl)2(μ-Cl)2] の両方が存在する模様で, 前者は sp混成, 後者はたぶん sp2混成.
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Beは,1sに2個,2sに2個の電子。


2sの電子が励起されてsp混成軌道で、貴方の仰ることが正しいと思います。

どこかに勘違いがあると考えたのですが、
三塩化ホウ素BCl3の場合、1sに2個,2sに2個,2pに1個の電子となり、
sp^2混成軌道を作ります。

BとBeで第2周期では隣になるので、何処かで混乱が生じている可能性があると想像します。
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Q大学1年 化学のsp混成軌道についての質問です。

大学1年 化学のsp混成軌道についての質問です。

(1)塩化ベリリウム(BeCl2)の結合状態について、sp混成軌道を用いて説明してみよう。基底状態にあるBe原子の2s軌道にある2個の電子対を解き、2p軌道に昇位させたのが励起状態Beである。このとき、2s軌道と2pz軌道が混成して二つのsp混成軌道をつくっている。

Q1、普通に考えたら2s軌道と2px軌道が混成すると考えてしまうのですが、なぜ2s軌道と2pz軌道が混成するのですか?


(2)有機化合物に見られるsp2混成軌道の例として、エチレンC2H4を見てみよう。炭素原子の励起状態を考える。この四つの不対電子のうち、2px軌道の1個の電子を除いた3個の電子(2s 2pz 2py軌道の電子)により、三つのsp2混成軌道がつくられる。

Q2、なぜ除いたのが2px軌道の1個の電子なのですか?


以上2つの質問です。この混成軌道はこれから化学をやる上でマスターしないといけないと言われたのですが、よくわからなかったため、質問させていただきました。軌道がなかなかイメージしにくく、理解できないのです。
どうか回答よろしくおねがいします。

大学1年 化学のsp混成軌道についての質問です。

(1)塩化ベリリウム(BeCl2)の結合状態について、sp混成軌道を用いて説明してみよう。基底状態にあるBe原子の2s軌道にある2個の電子対を解き、2p軌道に昇位させたのが励起状態Beである。このとき、2s軌道と2pz軌道が混成して二つのsp混成軌道をつくっている。

Q1、普通に考えたら2s軌道と2px軌道が混成すると考えてしまうのですが、なぜ2s軌道と2pz軌道が混成するのですか?


(2)有機化合物に見られるsp2混成軌道の例として、エチレンC2H4を見てみよ...続きを読む

Aベストアンサー

A1. 先生が、 BeCl2分子がz軸に平行になるように座標軸をとったからです。もし、BeCl2分子がx軸に平行になるように座標軸をとれば、2s軌道と2px軌道を混成することになります。座標軸のとり方によって混成に使われる軌道の「名前」が変わりますけど、混成した後の軌道の向きと形は座標軸のとり方によらず同じになります。


A2. 2px軌道を除いたのは、エチレン分子がyz平面に平行になるように座標軸をとったからです。もし、エチレン分子がxy平面に平行になるように座標軸をとれば、2pz軌道を除くことになります。電子を1個だけ除いたのは、炭素原子の周りに3個の原子があるから(炭素原子が3個の原子と共有結合しているから)です。

炭素原子が2個の原子と共有結合していれば、電子を2個除いて二つのsp混成軌道をつくります。
炭素原子が3個の原子と共有結合していれば、電子を1個除いて三つのsp2混成軌道をつくります。
炭素原子が4個の原子と共有結合していれば、電子を除かずに四つのsp3混成軌道をつくります。

除かれる電子の数は、ふつうの有機化合物であれば、炭素原子の周りにある原子の数で決まります(炭素原子が1個の原子や5個以上の原子と共有結合していたり、ラジカルだったりカルボカチオンだったりカルボアニオンだったりしたときにどうなるのかは、先生にきいてください)。

A1. 先生が、 BeCl2分子がz軸に平行になるように座標軸をとったからです。もし、BeCl2分子がx軸に平行になるように座標軸をとれば、2s軌道と2px軌道を混成することになります。座標軸のとり方によって混成に使われる軌道の「名前」が変わりますけど、混成した後の軌道の向きと形は座標軸のとり方によらず同じになります。


A2. 2px軌道を除いたのは、エチレン分子がyz平面に平行になるように座標軸をとったからです。もし、エチレン分子がxy平面に平行になるように座標軸をとれば、2pz軌道を除くことになります...続きを読む

Qアセトニトリルの炭素-炭素間の結合がσ結合ではないのはなぜですか?

アセトニトリルの炭素-炭素間の結合がσ結合ではないのはなぜですか?

Aベストアンサー

>アセトニトリルの炭素-炭素間の結合がσ結合ではないのはなぜですか?

σ結合です。
アセトニトリル、つまりCH3CNにおいて、メチル基の炭素はsp3混成。
CNの炭素はsp混成軌道となっており、CーC結合は、sp3とspが結合したσ結合です。
σ結合とは、C-Cを結合軸から見て、つまり C-C ←の方から見て、回転対象(回転させても形が変わらない)
結合のことです。
π結合は、回転させると結合軸の方向から見て対象ではありませんね。

Q光合成を化学反応式で表してください。 中学生です。 至急教えてください。 よろしくお願いします。

光合成を化学反応式で表してください。
中学生です。
至急教えてください。
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Aベストアンサー

でんぷんの化学式 (C6H10O5)n

n(6CO₂+5H₂O)→(C₆H10O₅)n+nO₂

正確には少し違うが中学生じゃこんなものかな。

Q原子核はなぜ電子よりも大きいのでしょうか?

原子核はなぜ電子よりも大きいのでしょうか?

Aベストアンサー

原子核を構成する陽子や中性子はクォークで構成されていて、
そのクォークを結びつける強い相互作用が強力であるために、そのエネルギーが質量となっているために、質量が大きくなっています。
一方、レプトンである電子は内部構造(陽子や中性子におけるクォークのような存在)を持たないとされていますが、
微小な質量は測定され 9.10938356(11)×10^-31(kg)とされています。
電子は大きさがなくても理論的な矛盾が生じないようですが、これも完全に解明されていません。

>その大きさの違いと宇宙の誕生、物質の誕生と何か関わりがあるのでしょうか
大いに関係があるのですが、全てが解明されていなくて、解らないことの方が多いです。
電磁気力、弱い相互作用、強い相互作用の3つの力を統一的に考える事までは、理論的に説明されているのですが、4つ目の重力が上手く統一的に解釈できないです。
超弦理論など説明できそうな理論はあるのですが、まだまだ未解明なことが多いです。
原子核を構成する陽子や中性子なども、例えば寿命がどれくらいあるのか?ということは実は判っていないです。
陽子は寿命が長すぎて観測ができない、中性子は単独で不安定で10分程度の寿命があるのは判っていますが正確にはまだ判っていないです。

>陽子と電子が同じ大きさでも周りを回って存在できるのでしょうか?
例えば反水素で、負電荷の反陽子の周りを正電荷の陽電子が存在しているもので、最近、実際に生成されてある程度の時間観測保存することが実験でできました。

”エキゾチック原子”というのが物理学では考えられています。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%95%B0%E7%A8%AE%E5%8E%9F%E5%AD%90

陽子と電子が同じ大きさ というのは”ポジトロニウム”という陽電子と電子が安定的に存在したものとして考えられていますし、
”プロトニウム”と言って陽子と反陽子が純安定の状態で存在しているものとして考えられています。

基本的な素粒子の陽子や中性子、電子なのですが、まだまだ解らないことの方が多いですね。
私も調べてみて驚きました。

原子核を構成する陽子や中性子はクォークで構成されていて、
そのクォークを結びつける強い相互作用が強力であるために、そのエネルギーが質量となっているために、質量が大きくなっています。
一方、レプトンである電子は内部構造(陽子や中性子におけるクォークのような存在)を持たないとされていますが、
微小な質量は測定され 9.10938356(11)×10^-31(kg)とされています。
電子は大きさがなくても理論的な矛盾が生じないようですが、これも完全に解明されていません。

>その大きさの違いと宇宙の誕生、物質の...続きを読む

Q高校生です。 化学の質問です。 硫酸は何結合ですか? . . : O : . . . . . . H

高校生です。
化学の質問です。

硫酸は何結合ですか?
. .
: O :
. . . . . .
H : O : S : O : H
. . . . . .
: O :
. .

であるのはわかるのですが、
共有結合であるとすると、受け取るのみのOごできると思うのですが、
それはありなのですか?

Aベストアンサー

H2SO4 硫黄を中心として二重結合でOが二つと、単結合でOが二つそのOに水素が結合しています。
 O
 ‖
O=S-O-H
 |
 O-H

何結合かと言われると、SO4の部分は共有結合です。
2つのHとOの結合も、水溶液ではイオンになり強酸性を示しますが共有結合です。

Q化学平衡について質問します 一度同じことを質問したと思うのですが、またわからなくなってしまいました

化学平衡について質問します
一度同じことを質問したと思うのですが、またわからなくなってしまいました

その際に、画像のような反応があったとして、?をつけました式、

k1/k2=K の式

は成り立たないがどちらも定数だということを教えていただいたのですが
もしこれが成り立たないのであれば

K÷(k1/k2)=[B]=定数

となってしまうと思うのですが、これは辻褄が合わないのではないでしょうか?

よろしくお願いします

Aベストアンサー

[B]というのは、質問者さんの中では、写真に添付している式の反応物Bの濃度という意味だったのですね。
私の最初の回答は、写真の化学反応式をあまり意識せず、一般的にKとk1/k2とは別の物理定数で、
平衡反応では両者ともある定数となるので、その比も定数となって、別に矛盾はないという説明でした。

化学式ではBの2乗だが、実際に反応速度を測定して、反応次数を調べて所、Bの次数が3乗になったという
仮定の反応についてですね。

その場合、定義式だけを見ると K÷(k1/k2)=[B]=定数と成るように感じますね。
でも違います。

平衡定数の定義に出てくる [A][B][C] と反応速度式に出てくる [A][B][C] を
全く同じものとして考えるから混同してしまいます。

平衡定数に出てくる [A][B][C] と 反応速度式の [A][B][C] は
同じ記号で[B]と書いてあっても実際の数値は別物だとすれば、

K÷(k1/k2) は Kもk1/k2も定数なので、その比も定数 だけど、その値は
どのような数値を実際に示すのか? 一概には言えないと言うことです。

ところで、Kは次数がどうであれ、単位は無次元ですよね。
でも、平衡定数の定義式の[A][B][C]にモル濃度の単位(mol/L)を代入すると
次数により、無次元になったり、無次元にならなかったりしませんか?
でも実際は無次元なのです。

熱力学的にKは、-ΔG°=RTlnK で定義されているからと言うことで
理解できればよいのですが、もう少し後に習って下さい。

別の言い方をすれば
平衡定数の[A][B][C]は、モル濃度を示しているのではないのです。
実際は、活量という数値で、そもそも[A][B][C]は無次元の物理量なのです。
ですから、Kは常に無次元になります。
しかし、通常はその活量とモル濃度と数値が近い(ほぼ同じ)場合が多いので
実際の計算では、モル濃度の数値を使う場合が多いのです。

平衡定数における[A][B][C]は、反応が十分進み各濃度が一定値になったときのA、B、Cの濃度の値(とほぼ同じ数値)
時間変化がない値
反応速度式の[A][B][C]は、反応の進行によって刻々と変化をしているときのA、B、Cの濃度(時間によって変化する値)
ということでしょうか。

ですから
>K÷(k1/k2)=[B]=定数  この定数がBの濃度であると考えること自体が間違いであると気付くはずです。
また、
>[B]が定数であるとすれば、[C]/[A]も定数になるということですが、この状態が成り立っている時に、
>Bを加えたら、[B]を一定にするために[C]を作る方向に反応が進んで、[C]/[A]が定数にならなくなってしまいませんか?
上記考えに意味がないことも分かるはずです。

ところで、今回、質問者さんに答えるために少し調べ直しましたが、
k1/k2=K が成立する。Kは無次元ではなく、次数によって単位が存在する・・・と
間違った事を堂々と書いてあるものもあり、驚愕しました。

[B]というのは、質問者さんの中では、写真に添付している式の反応物Bの濃度という意味だったのですね。
私の最初の回答は、写真の化学反応式をあまり意識せず、一般的にKとk1/k2とは別の物理定数で、
平衡反応では両者ともある定数となるので、その比も定数となって、別に矛盾はないという説明でした。

化学式ではBの2乗だが、実際に反応速度を測定して、反応次数を調べて所、Bの次数が3乗になったという
仮定の反応についてですね。

その場合、定義式だけを見ると K÷(k1/k2)=[B]=定数と成るように感じます...続きを読む

Q以前平衡定数について質問した際に平衡定数は無次元の定数であり、単位はないと教えていただきたのですが、

以前平衡定数について質問した際に平衡定数は無次元の定数であり、単位はないと教えていただきたのですが、先日、化学の模試を受けてその問題の中に電離定数の問題でよくわからない表記がありましたので質問させていただきます

画像におけるK2に関する式は単位が付いていますがこれは間違いと思っていいのでしょうか?

よろしくお願いします

Aベストアンサー

平衡定数の厳密解はでは、Kは無次元だと思いますよ。
1、質量作用の法則、平衡定数の発見
  1863年GuldbergとWaageが A+B ⇄ C+Dという反応において
  各物質の濃度を[A][B][C][D]とすると右向きの反応の速度は
  Vf=k1[A][B] 左向きの反応速度はVr=k2[C][D] となり
  平衡では両者の速度が等しいので
  Vf=Vr  からk1[A][B] =k2[C][D] であり、
  [C][D]/[A][B]=k1/k2=Kとし、 さらに一般化した。
  つまり、化学反応式の係数は、反応速度式の乗数と常に等しい
  とし、k1/k2=K は、常に成立すると考えた。
2、この考え方の限界
 ①化学反応式 A+B ⇄ C+D とした場合
  右向きの反応速度が必ず k1[A][B] になるとは限らない。

  反応速度式の形(乗数)は、化学反応式(量論式)の係数から一義的に決まるのではなく
  実測で求めるものである。
  *「反応速度式の形(乗数)は、化学反応式(量論式)の係数から
   一義的に決まり、k1/k2=K が常に成立するから、質量作用の法則が成立すると
   いう理由説明は、現在では採用されません。

3、質量作用の法則の発展
  その後、平衡定数Kが熱力学的な研究から厳密に定義された。
  化学ポテンシャル、標準生成自由エネルギー、自由エネルギーの概念の導入
  理想気体、理想溶液から実在気体、実在溶液への拡張のための
  フガシティー、活量の導入 などが寄与したと思います。

平衡定数は -ΔG°=RTlnK (ΔG°は、ギブスの標準反応自由エネルギー変化)で定義されています。
対数関数ですからKは無次元となります。
つまり、ΔG°の単位は、 J/mol  Rの単位は、 J/mol・K  Tの単位は、 K であり、
Kは無次元ということで、上式の左右の単位は合っています。

この熱力学的な定義により、Kは無次元であると No.3さんが答えられています。

この熱力学的な検討により、化学反応式の係数が平衡定数Kにおける各成分の乗数になることが
証明され、質量作用の法則が成立することが確かめられました。

つまり、k1/k2=K は、常に成立するわけではないが、常に化学反応式の係数が平衡定数Kにおける
各成分の乗数になるということです。

熱力学的な誘導式からのKは無次元です。
 今回の事例 {K=[C][D]/[A][B]} では、たまたま各成分の濃度に関する単位が約分され、無次元になります。
しかしながら、化学反応式の係数によっては、各成分の[ ]内が濃度として、例えばmol/Lの単位をつけると
 単位が約分されずにKに単位が生じてしまいます。

 熱力学的な厳密解ではKが無次元ならば、化学反応式の係数によってはKに単位が生じてしまう問題を
どのように考えれば良いのか?

色々な説明方法があり、数学的に詳しく証明される方もお見えだと思います。

しかし、厳密解における[ ]内の項目が単位を持った濃度ではなく、無次元の項目
(実際は 活量)だとすれば、化学反応式の係数がいかようでも、Kが無次元になって
問題がなくなります。

実際に、熱力学的な発展の中で、Kにおける各成分の項目は、厳密には濃度ではなく活量です。

低濃度の場合、活量と濃度はほとんど同じ数値になるので、近似的に活量の代わりに
濃度を用いることは、通常よく行われます。
あくまで、近似的ですが、活量の代わりに濃度そのものを代入するとKに単位が生じます。

反応速度式(k1、 k2)では通常、濃度をそのまま使います。
平衡定数Kは、厳密には活量であって、濃度ではない。近似的に濃度を使う場合が多いということです。

濃度と活量は、低濃度ならばほぼ同じであるが、高濃度になると差が開いてくる。
濃度によって変化してしまうのです。

どの位、濃度と活量に差が生じるのか? pHの場合の計算事例があります。
リン酸 のpH
モル濃度(mol/L)    活量計算 でのpH      濃度計算でのpH
   0.001        3.04            3.05
   0.01        2.23            2.25
    0.1         1.57            1.63
    0.5         1.16             1.25

  濃度が高くなるほど、差が開くことがわかります。

  質量作用の法則に基づいて
  A ⇄ B+C という平衡反応において
    K= [B][C]/[A]     となります。
このKは、熱力学的に化学ポテンシャルや自由エネルギーの概念から
誘導されたK (つまり、無次元)なのか?
各成分項目に 濃度を代入して、単位を持つKなのか?

 本来は、熱力学によって無次元項として誘導されたKだと思いますよ。
そして、それに近似として、濃度を使う。
また、多くの場合(特に低濃度の場合)、その近似は成立して
問題を起こさない。


蛇足 ;wikiの平衡定数の項目では、No.2(No.5)さんが示された
IUPACのページを引用して、
>平衡定数(へいこうていすう、英: equilibrium constant[1])は、化学反応の平衡状態を、
>物質の存在比で表したもの[2]。

存在比なので、無次元と言い切っていますね。

ただし、wikiから引用すると、日本語のwikiは、間違えだらけで信用できないと
しかられるので、あくまで蛇足です。

質問者さんが示された平衡定数は、本来は無次元項だと思います。
しかしながら、No.2(No.5)さんが示されたように、平衡定数には
色々な種類があり、近似的に濃度を代入した平衡定数も世の中では用いられている。

近似的に濃度の数値だけを用いて、単位は無次元という方が正しいように思いますが、
単位をつけて表示されることが慣例として行われているということだと思います。

質量作用の法則の出発点の影響でしょうか?

平衡定数の厳密解はでは、Kは無次元だと思いますよ。
1、質量作用の法則、平衡定数の発見
  1863年GuldbergとWaageが A+B ⇄ C+Dという反応において
  各物質の濃度を[A][B][C][D]とすると右向きの反応の速度は
  Vf=k1[A][B] 左向きの反応速度はVr=k2[C][D] となり
  平衡では両者の速度が等しいので
  Vf=Vr  からk1[A][B] =k2[C][D] であり、
  [C][D]/[A][B]=k1/k2=Kとし、 さらに一般化した。
  つまり、化学反応式の係数は、反応速度式の乗数と常に等しい
  とし、k1/k2=K は、常...続きを読む

QCとCOの還元作用について質問です。 CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認

CとCOの還元作用について質問です。

CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認識しているのですが、これはあってるでしょうか?それとも常温時でも還元作用があるのでしょうか?

また、それぞれの半反応式ってどうなりますか?
自分で調べたりしたところ、

Cについて、
①C+2O(2-)→CO2+4e(-)
②C+O2→CO2

COについて、
③CO+O(2-)→CO2+2e(-)
④CO+1/2O2→CO2
⑤2CO→C+CO2

のようにいくつか出てきました。
そもそも②④⑤は確かに酸化数は変わっていますが、電子を出していないので半反応式として違和感がありました。

普通に考えるなら、
⑥C+2H2O→CO2+4H(+)+4e(-)
⑦CO+H2O→CO2+2H(+)+2e(-)
のようになりそうですが、CとCOの還元作用を水のあるところで行なっているイメージがないので、正しいのか疑問でした。

おそらく高温条件によって、O(2-)が存在しているのかなと思うのですが………


いっぺんに質問して申し訳ありませんが、どれか一つでもわかるものがあれば情報を与えていただけると幸いです!

CとCOの還元作用について質問です。

CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認識しているのですが、これはあってるでしょうか?それとも常温時でも還元作用があるのでしょうか?

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自分で調べたりしたところ、

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①C+2O(2-)→CO2+4e(-)
②C+O2→CO2

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③CO+O(2-)→CO2+2e(-)
④CO+1/2O2→CO2
⑤2CO→C+CO2

のようにいくつか出てきました。
そもそも②④⑤は確かに酸化数は変わっていますが、電子を出していないので半反...続きを読む

Aベストアンサー

>CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認識
というのは合っています。
ただ、確かに製鋼で鉄鉱石や砂鉄から鉄を取り出すのは、酸化した鉄の還元反応なのですが、
冶金的には上記のような反応式やそれぞれの半反応式等の考え方はしないです。
例えば高炉なら、あくまで鉄と還元剤として働く一酸化炭素COとの反応として捉えて議論されます。
酸化還元反応では電子の授受が重要なことは判っているのですが、電子の授受は問題にせずにスラグや一酸化炭素との反応のみが問題とされます。

高炉での還元剤はCOですが、たたら製鉄ではCが還元剤となります。
たたら製鉄でも電子の授受を議論の中心に据えることはしません。

冶金屋独特の考え方なのかも知れませんね。

Q硬くて、融点が低い金属を教えて下さい。 なるべく手に入りやすいものをお願いします。 【アルミぐらいの

硬くて、融点が低い金属を教えて下さい。
なるべく手に入りやすいものをお願いします。
【アルミぐらいの硬さでお願いします。】

Aベストアンサー

融点の低い錫をまず鉄の鍋で溶かします(240度弱)。そこへ銅を入れると、銅単体で溶かすよりも低い融点で溶かすことが出来ます。そうして錫と銅の合金を作り、鋳型に流し込むことで低融点で硬い金属の成形品を作ることが出来ます。これがすなわち青銅というもので、石器時代の後に起きた青銅器時代の冶金技術として比較的古くから有りました。
簡単にということでしたらこの方法で良いかと思います。

Q【化学】ポリエチレンは燃やしても有毒な「えんかガス」が出ないのでスーパーの袋に使われている。 このえ

【化学】ポリエチレンは燃やしても有毒な「えんかガス」が出ないのでスーパーの袋に使われている。

このえんかガスの漢字は「塩化ガス」ですか?「炎化ガス」ですか?


炎化ガス、塩化ガスはどんな有毒が含まれているんですか?

Aベストアンサー

「塩化ガス」も「炎化ガス」も聞いたことないな。 「塩素ガス」の間違いだろう。 塩素ガスは塩ビなんかを燃やすと発生する有毒な塩素そのもの。


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