二次相互作用と物質の構造および特性の決定 - セッション 1

偏光。双極子モーメント。イオン双極子相互作用。双極子相互作用。水素結合。イオン誘起双極子相互作用。双極子誘起双極子相互作用。分散またはロンドン軍。

二極化。これは、陽イオンと陰イオンの対称的な電子電荷雲の変形です。異なる意見を含むものを 2 つの異なる対立するグループに分割する行為です。イオン結合は電子の獲得または喪失によって形成され、その結果、陰イオンと陽イオンが形成されます。つまり、陽イオンは陰イオンの雲の形を歪めます。負に帯電したイオンの電子雲が正に帯電したイオンによって歪む現象を分極と呼びます。これは、物質が印加された電界に比例して電界内で電気双極子モーメントを獲得する傾向を指します。

イオン結晶では、陽イオンの正の電界が陰イオンの電子雲を等距離から引っ張ります。陽イオンの分極率。分極力は、陽イオンが陰イオンの電子雲を歪める能力に依存します。サイズが小さく、正電荷が大きい陽イオンは分極力が高くなります。陰イオンの分極力。電子雲の陽イオン変形により分極する性質です。分極率は、陰イオンのサイズと負電荷の増加とともに上昇します。これにより、分子の共有結合性も高まります。

これは分子の極性の尺度です。これは、分子内の原子が電子を不均等に共有するときに生成されます。電荷分離が起こると分子内に双極子モーメントが生成されます。電荷分離は、原子間の電気陰性度の差が大きい場合に発生します。これを塩化水素分子を通して見てみましょう。水素は正電荷を持ち、塩素は負電荷を持ちます。電気陰性度の差が大きい。このため、その中に双極子が生成され、その双極子モーメントを測定することができます。双極子モーメントはµで表されるベクトル量です。

それは電荷間の距離に電荷の数を掛けたものに等しくなります。その方向は常に、電気陰性度の低い原子から高い原子へ向かいます。孤立電子対を持つ分子では、双極子モーメントの方向は孤立電子対に向かいます。非極性分子の双極子モーメントはゼロです。極性分子の場合、双極子モーメントはゼロにはなりません。ヘテロ原子分子。二酸化炭素の双極子モーメントは、片側の酸素の極性の影響がもう一方の側の酸素の極性の影響によって打ち消されるため、ゼロになります。したがって非極性になります。

アンモニア。アンモニアには孤立電子対が 1 つ、結合電子対が 3 つあることがわかっています。孤立電子対の極性は孤立電子対の方向にあります。一方、水素と窒素では、窒素の方が電気陰性度が高いです。したがって、極性の方向は窒素に向かいます。つまり、アンモニアは極性の強い分子になります。窒素には部分的に負の電荷があり、3 つの水素原子には部分的に正の電荷があります。四塩化炭素。四塩化炭素は非極性分子です。これは塩素-炭素結合の極性が互いに打ち消されるからです。

塩化ベリリウム。ベリリウムの電気陰性度は157です。塩素の電気陰性度は316です。塩素はより電気陰性度が高いため、極性の方向は塩素に向かいます。極性結合はありますが、分子全体としては非極性です。塩素の片側の極性の影響は、塩素のもう一方の側によって打ち消されます。したがって、双極子モーメントはゼロになります。

イオン-双極子相互作用。イオンは、正味の電荷を持つ原子または分子です。たとえば、塩素が電子を獲得すると、塩化物イオンになります。正味の負電荷を持つようになったため、イオンになります。同様に、ナトリウムは電子を失うと正電荷を帯びてイオンになります。それと双極子の違いは何ですか?。双極子では、電荷が分子の異なる端に分離され、部分的に正の端と部分的に負の端が生じます。水は非常に極性のある分子で、酸素は非常に電気陰性度が高く、2 つの水素原子と共有結合しています。そのため、電子は水素よりも酸素の周囲でより多くの時間を過ごします。

イオンと双極子の相互作用においては、クーロン力が重要な要素となります。双極子の部分的な負の部分は、正に帯電したイオンに引き付けられます。同様に、塩化物陰イオンでは、陰イオンは分子の部分的に正の端に引き付けられます。これが塩化ナトリウムが水に溶けやすい理由の一つです。これらのイオンは分離され、分子双極子を持つ極性水分子に引き付けられます。これらの相互作用力はクーロン力なので、電荷の強さが重要になります。イオン双極子力が強くなるには、イオンの電荷も強くする必要があります。

ダイポール-ダイポール。双極子は部分的に正極と負極を持つ分子です。 HCl では、塩素の電気陰性度は高くなります。したがって、部分的な双極子の方向は塩素に向かい、その結果、電子雲は塩素原子に向かって傾きます。その結果、水素には部分的な正電荷が現れ、塩素には部分的な負電荷が現れます。隣り合う 2 つの HCl 分子を考えてみましょう。一方の HCl の負極は、もう一方の HCl の正極を引き付けます。 2 つの分子の間に発生するこの引力は、双極子間力と呼ばれます。通常、双極子間力は点線で表されます。

ICl 分子では、より電気陰性度の高い塩素原子は部分的に負に帯電し、ヨウ素は部分的に正に帯電します。したがって、1 つの ICl 分子の部分的に陽性のヨウ素は、別の ICl 分子の部分的に陰性の塩素に引き付けられます。 HCL 間の共有結合は非常に強力です。塩素はより電気陰性度が高いため、部分的に負に帯電し、水素は部分的に正に帯電します。双極子の方向は塩素から水素の方向です。 1 つの分子のプラス端は 2 番目の HCL のマイナス端に引き寄せられ、その逆も同様です。

水素結合。いくつかの分子間には水素結合と呼ばれる引力が存在することがあります。これらの結合は、イオン結合や共有結合よりも弱くなりますこれは、これらのタイプの結合を破壊するのに必要なエネルギーが少ないためです。しかし、これらの結合が多数存在すると、強力な力を発揮することができます。水素結合は分子上の電荷の不均等な分布の結果です。これらの分子は極性があると言われています。

水分子を見ると、酸素原子が 2 つの異なる水素原子と電子を共有していることがわかります。電子は全部で 8 個あり、そのうち 4 個は酸素原子と 2 個の水素原子で共有されています。酸素原子には共有されていない電子が他に 4 つあります。これらは価電子殻にあり、2 つの孤立電子対を形成しています。 2 つの孤立電子対は互いに反発し合い、また水素原子と酸素原子間の結合対も反発します。酸素は電気陰性度が高く、孤立電子対が存在するため部分的に負に帯電します。

したがって、水分子は、孤立電子対が存在する分子の水素側では部分的に正であり、酸素側では部分的に負です。 1 つの水分子の水素原子は、隣接する水分子の酸素原子に引き付けられます。これが水中での水素結合が起こる仕組みです。

フッ化水素。フッ化水素は水素とフッ素の共有結合によって生成されます。これらの結合では、原子は電子を共有します。水素には電子が 1 個ありますが、フッ素には価電子が 7 個あります。したがって、安定するには 1 個の電子が必要です。したがって、水素は部分的に正電荷を持ちますが、フッ素原子は電気陰性度が高いため部分的に負電荷を持ちます。このようにして、ある分子の水素が隣接する分子のフッ素に引き付けられると、水素結合が発生します。

二次相互作用と物質の構造および特性の決定 - セッション 2

二次相互作用と物質の構造および特性の決定 - セッション 1

偏光。 双極子モーメント。 イオン双極子相互作用。 双極子相互作用。 水素結合。 イオン誘起双極子相互作用。 双極子誘起双極子相互作用。 分散またはロンドン軍。

偏光。双極子モーメント。イオン双極子相互作用。双極子相互作用。水素結合。イオン誘起双極子相互作用。双極子誘起双極子相互作用。分散またはロンドン軍。