混成軌道マスター教えてくれ

1 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 12:39:55.88 ID:NpjrtYs7.net

例えば水分子の酸素はｓｐ３軌道で（１ｓ）２（ｓｐ３）６（２ｓ）０ってなるよな
なんで（２ｓ）に配置されないんだ？

炭素のｓｐ２軌道とかとかだったら（１ｓ）２（ｓｐ２）３（２ｓ）１って均等に配置されてるんだが

2 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 12:50:54.24 ID:YjIzNqo7.net

水素を考えてみよう

3 ：薬大生様：2016/07/12(火) 17:49:37.71 ID:7wU84d0G.net

混成軌道の定義分かってる？

4 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 18:20:05.80 ID:Y/gHcYL1.net

>>3
こんせいきどう考えないと結合の向きとか説明できないから新しい軌道ができてるんだろ？
それより質問に答えてほしい

5 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 18:24:19.40 ID:Y/gHcYL1.net

ＩＤ変わったけど１やで

6 ：薬大生様：2016/07/12(火) 18:26:52.03 ID:7wU84d0G.net

酸素の電子配置

(1s)2 (2s)2 (2p)4

7 ：薬大生様：2016/07/12(火) 18:27:56.52 ID:7wU84d0G.net

sとpどっちがエネルギー順位上か分かってる？

8 ：薬大生様：2016/07/12(火) 18:30:45.38 ID:7wU84d0G.net

水素からカルシウムまで電子配置書いてけ

9 ：薬大生様：2016/07/12(火) 18:32:23.78 ID:7wU84d0G.net

そもそも酸素の電子配置が書けてない

10 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 18:33:59.19 ID:Y/gHcYL1.net

>>7
確かにエネルギー順位で考えたら酸素の電子配置はあってるかもしれない
だが、炭素のｓｐ２軌道はどう説明するんだ？

11 ：薬大生様：2016/07/12(火) 18:34:57.90 ID:7wU84d0G.net

ちなみに何学部？

12 ：薬大生様：2016/07/12(火) 18:37:29.95 ID:7wU84d0G.net

炭素の電子配置は

(1s)2 (2s)2 (2p)2だな

13 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 18:38:18.48 ID:Y/gHcYL1.net

化学系やで

すまん。
酸素が（１ｓ）２（ｓｐ３）６（２ｐ）０炭素が（１ｓ）２（ｓｐ３）３（２ｐ）１
に訂正

14 ：薬大生様：2016/07/12(火) 18:39:54.96 ID:7wU84d0G.net

励起状態になって2s起動の電子一個が2p起動に昇位する

すると炭素は混成状態となり
(1s)2 (2s)1 (2p)3

15 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 18:40:50.60 ID:Y/gHcYL1.net

混成軌道の電子配置は１３であってるとおもうんだが

16 ：薬大生様：2016/07/12(火) 18:42:49.87 ID:7wU84d0G.net

>>13
(sp3)って何？
そもそも炭素はsp sp2 sp3って三つ混成軌道あるでな

17 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 18:43:43.88 ID:Y/gHcYL1.net

>>16
すまんな。ｓｐ２やったわ

18 ：薬大生様：2016/07/12(火) 18:45:15.66 ID:7wU84d0G.net

どの混成軌道になっても電子配置は>>14の混成状態になる

そうすると
sp2混成軌道なら混成軌道に関与しないp起動の電子が一個出てくるわけだが
それはsp2混成軌道の平面に垂直に伸びてπ結合を形成するからいいんだよ

19 ：薬大生様：2016/07/12(火) 18:47:27.76 ID:7wU84d0G.net

>>17
電子配置にsp2やら3なんてない

20 ：薬大生様：2016/07/12(火) 18:48:12.33 ID:7wU84d0G.net

アルファベットはs p d f

21 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 18:54:10.18 ID:Y/gHcYL1.net

>>18
今気づいたけど完全に勘違いしてたわ

後ひとつ聞きたいんだけどＮのｓｐ２軌道があったとしたら
（１ｓ）２（ｓｐ２）４（２ｐ）１となるか（１ｓ）２（ｓｐ２）３（２ｐ）２となるかどっちなんだ？

22 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 18:55:47.23 ID:Y/gHcYL1.net

それとも（１ｓ）２（２ｓ）１（２ｐ）４という電子配置になって混成軌道は便宜上考えてるってことか？

23 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 18:59:59.71 ID:W4F65W93.net

>>21
後者

24 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 19:01:23.92 ID:Y/gHcYL1.net

>>23
理由をご教授願います

25 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 19:16:02.56 ID:W4F65W93.net

>>24
すまん、見間違えてた。実際にあるのは前者。

ピリジンっていう化合物中のNがsp2軌道を持ってるんだけど、確かsp2軌道の一つににでんし、残りの二つに一電子ずつ入っていたはず。

26 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 19:18:14.31 ID:7wU84d0G.net

>>22
こっちが近いが
窒素のsp2は見たことないな

そもそもね
混成軌道ってのは原子単独でするわけじゃないし
窒素が混成状態なっても基底状態と電子配置変わらんから2s満タンの状態で混成軌道なると思われ

混成軌道なるたびに2s軌道の電子をいちいち昇位させるのは構造式から推測して自分でいじるしかない

まだ分かってないな
電子配置が書けてないよね？

27 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 19:22:42.98 ID:7wU84d0G.net

ないかく

28 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 19:25:22.63 ID:Y/gHcYL1.net

>>26
なるほど
混成軌道の電子の移動は式から推測するしかないのか
もう理解できたで
>>24
なぜそちらの電子配置になるのかというのは調べたところ理由がなさそうですね
自然の摂理ってやつか

29 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 19:25:31.98 ID:7wU84d0G.net

まあ単独で混成軌道するけど
普通メタンとかエチレンとかアセチレンの炭素ってあるでしょ

30 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 19:26:59.53 ID:7wU84d0G.net

>>28
三フッ化ホウ素のB原子の電子配置かいてみ

31 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 19:32:30.67 ID:Y/gHcYL1.net

ホウ素の電子配置？なら（１ｓ）２（２ｓ）２（２ｐ）１→励起（１ｓ）２（２ｓ）１（２ｐ）２→混成（１ｓ）２（ｓｐ２）３

ＢＨ３だからＢにエネルギーが同じ不対電子が３個あると推測して書いてみたんだがどうかな

32 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 19:33:25.79 ID:Y/gHcYL1.net

ＢＦ３やったわ

33 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 19:37:00.95 ID:W4F65W93.net

>>28
24だけど、一応理由は幾つかある。ぱっと思いつくところとして
�@sp2軌道がp軌道よりも安定であること。より不安定な軌道に電子が入るためには、余計にエネルギーが必要になるからそれを避けている。
�A2p軌道に二電子入ってしまうと、ピリジンの芳香族性が崩れてしまうため。
これはピリジンが芳香族化合物だから言える話なのだけど、2p軌道に二電子入ると、共役系上の電子が7つになり、芳香族安定化が得られなくなる。

34 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 20:02:10.52 ID:7wU84d0G.net

>>31
あってる

35 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 20:19:11.49 ID:mzFpY4Tc.net

わかっているとは思うが
混成軌道とは有機化学者が有機分子の構造をうまく説明するために作り出したモデルであって
実際には存在しない

36 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 20:32:13.98 ID:Y/gHcYL1.net

>>33
なるほど。複雑な理由があるんだな。つまり推測で普段は電子配置を考えていくしかないということか

>>35
エネルギー順位が等しくなってるとか嘘ってことなんか？

37 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 20:42:42.33 ID:mzFpY4Tc.net

>>36
電子を昇位させるとか軌道を混ぜ合わせるとかははっきり言って嘘
あくまで数学的な手続きであって、現実に起こっているわけではない
しかしそれでも第3周期くらいまではうまく説明できるんだからいいじゃーん、てのが化学者の立場

38 ：名無しなのに合格：2016/07/12(火) 21:16:50.69 ID:Y/gHcYL1.net

>>37
なるほどな
教授がドヤ顔で混成軌道ができますとしか言ってなかったから完全に勘違いしてたわ

39 ：名無しなのに合格：2016/07/13(水) 12:05:46.68 ID:fQHl9kWs.net

見えないものを説明するために合ってるかは分からないけど法則性を見つける
これが化学だもんな

40 ：名無しなのに合格：2016/07/14(木) 06:39:28.75 ID:DQeVj53P.net

電子の軌道とか全部嘘なんでしょう？

41 ：名無しなのに合格：2016/07/19(火) 03:22:39.62 ID:DnRnkRs6.net

混成軌道が他の原子軌道と重なり結合するというのは
実験的根拠はない、単に後付けで説明できるというだけ。

これを説明するためには原子軌道ではなく分子軌道を考える必要がある。
以下の本が分かりやすい

フロンティアオービタルによる新有機化学教程（山口 達明）

量子化学計算環境はフリーソフトでもいいのが出てるから自宅の
パソコンに簡単にそろえることができる。