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結合の生成　 Bonding

結合の生成　 Bonding. A: A’ or A ー A’ . 原子１. 原子２. ＋. A. A’. “ 有利”. “ 規則” １ . 異符号の電荷は引き付け合う　 （ Coulomb ’ s law ） 　　　　　　　　　　　　　　　（ + ）電荷 × （ - ）電荷 　　　　引力＝定数 × 　　　　　　　　　　　　　　　　　　（距離） 2 2. 電子が空間に広がろうとする（ delocalization ） 3. 希ガスの電子配置となる. 核の直径 ： 10 –15 m 電子の軌道 ： 10 –10 m

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結合の生成　 Bonding

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Presentation Transcript

  1. 結合の生成　Bonding A:A’ orAーA’ 原子１ 原子２ ＋ A A’ “有利” “規則” １. 異符号の電荷は引き付け合う　（Coulomb’s law） 　　　　　　　　　　　　　　　（+）電荷×（-）電荷 　　　　引力＝定数× 　　　　　　　　　　　　　　　　　　（距離）2 2. 電子が空間に広がろうとする（delocalization） 3.希ガスの電子配置となる

  2. 核の直径：10–15 m 電子の軌道：10–10 m 重量比：　陽子／電子　＝〜1800

  3. Valence Electrons & Electronegativity 原子価電子と電気陰性度 増　　加 H· He: 2.2 : : : · · · Li· ·Be· ·B· ·C· :N· :O· :F: :Ne: 1.0 1.6 2.0 2.6 3.0 3.4 4.0 · · · : : · : : · · Na··Mg··Al··Si·:P·:S·:Cl::Ar: 0.9 1.3 1.6 1.9 2.2 2.6 3.2 · 増　　加 · : · : : K· :Br: :Kr: 0.8 3.0 :I::Xe: 2.7 · : : : · :

  4. 非常に不利なプロセス 非常に有利なプロセス

  5. ほとんどの結合は共有結合とイオン結合の間の状態ほとんどの結合は共有結合とイオン結合の間の状態

  6. 分子の形

  7. Rule 1: 分子の骨格を描く H H : H H H C : : F F : : : H : : : Rule 2: 原子価電子の総数を数える : : : : . : Br : Rule 3: ８電子則(２電子則) 全ての原子の周りを８電子（水素の周りは２電子）に 原子価電子をどう配分するか？ Lewis Structures　ルイス構造 CO2 O C O CH4 . . . . . . . H : C O . . O H H

  8. Rule 4: ある原子の周りの形式的な”有効電子数”が原子価電子の数と異なるときには，電荷を考える。 “Effective” electron count（有効電子数）:２電子を 共有している結合は1電子と数え，非共有電子対（lone pairs） は，２電子と数える 原子価電子の数:Rule 2 (原子価電子の数). H + + - + . . O N : : O : : C : : : : : : O H H : : . . CO + + H3O NO 形式電化が存在しても全体 として打ち消し合っていると きには表示する必要はない

  9. CO2 Example: O C O 1. 　原子の配列: O6e,C4e 16e合計 2. 　原子価電子: 3. 　８電子則 近道 O C O 1. 結合する全ての原子を “２電子線”で結ぶ 2. もし電子が残っていたら，それら全てを 非共有電子対とし　　　て いずれかの原子に８電子となるまで与える .. .. : C : O O .. .. 3. ある原子が８電子を満足しない場合, 非共有電子対を共有　　電子とする .. .. .. .. O : O : O C O C .. .. .. ..

  10. Lewis Structures（ルイス構造）

  11. ?

  12. 炭酸イオンには正しいLewis構造式が数個ある 炭酸イオン CO32-. 全ての構造が等価 A, B, Cを重ね合わせたもの

  13. 共鳴構造 炭酸イオンは非局在化している 対称l! ： ー ： ： O C ： ： ー ＝ O O ： ： ： 静電ポテンシャル図: 赤= 相対的に電子豊富 　　　　　　　　　　　　　　青= 相対的に電子不足

  14. 非等価な共鳴構造 どちらが有利か? Rules 1. ８電子則(他の全ての因子より優先する) + + O O N N 6e major 6e - O O + C C H H H H major

  15. 2. ８電子則を満たす構造が二つあるいはそれ以上 　　あるとき:electronegativity rules. 例：　エノラートイオン - H H H H 電化がより電気陰性度の大きい元素に C C C C - O H O H major + + 規則違反のとき Rule 1が優先 O N O N しかし 6e major

  16. 3. 電荷の分離は最小に - O O C C + H O H H O H major Formic acid　（蟻酸　ギ酸） - + 注意: Rule 1 が優先! C O : : : : :

  17. h λ = mv 量子力学　Quantum Mechanics光と物体を波あるいは粒子と見なす 1900Planck: 光= photons　（光子） E=hνν=c/λ c = 300,000 km sec-1 h = Planckの定数= 1.34 x 10-34 cal sec 原子が吸収したり放出するエネルギーは不連続の値: quanta（＝量子） 1907Einstein: E=mc2 1923DeBroglie: 速度v で運行する全ての質量（m）は波長λを有し次の関係を満足する 1927Heisenberg: 不確定性原理 ∆ (位置) x ∆ (運動量) > h

  18. 1927Schrödinger: 波動方程式 核のまわりを運行する電子の運動を記述 軌道: 波動方程式の解（＝波動関数） Born:　波動関数の値の二乗　＝ 　　　　　　　　　電子をそこに見いだす確率

  19. Orbitals　軌道 三次元的に広がる球状の形（涙滴形のローブを持つ亜鈴） Two-dimensional wave（二次元波） 波長 振幅 + 0 - 節 +/-= 符号で電気的な記号ではない

  20. 1s 軌道 2s 軌道

  21. 三種の２p 軌道：お互いに90°

  22. Aufbau Principle（積み上げ原理）or: where the electrons go エネルギー準位（解）で表したエネルギー・ダイアグラム エネルギー準位を電子で充填する時の法則 px py pz 2s electrons (He) 1s １.よりエネルギーの低い軌道から充填する(閉殻) 2. Pauli: Exclusion principle（排他原理）: 最高２電子 3. Hunds rule: 同一エネルギーの軌道(i.e. px,y,z) は，それぞれにまず１電子を充填する

  23. 0 2 1 1 炭素 4 C2, = 1s22s 2px 2py 2pz 昇位 1 1 1 1 = 1s22s 2px 2py 2pz 混成に使用する原子軌道 生成する分子軌道(電子数) s + px + py + pz sp3 (4) s + px + py(pz) sp2 (3) + pz (1) s + px(py) (pz) sp (2) + py (1) + pz (1)

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