化学の基礎 II(A)6 (20071109)

h3

07h3084

二重結合は, 結合を軸として回転することはできないのですか? M:普通は回転できません. 回転するためには, π結合のための軌道の重なりを, いったん切ることになります. そういう状況になるか, そのためのエネルギーを持つか.

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06m2169

ψのでてくる数式の所などわからなくて, 質問も思い浮かびません. でも, 結合次数の定義などで結合がわかるのは面白いと思いました. 勉強してきます. M:感想をありがとうございました. でも質問の記載がないので, 提出物が要件を満足していません.

m22

07m2214

孤立電子対は, p_z軌道以外にも入りますか. M:どういう状況なのかわかりませんが, そりゃぁ, 入るときには入るでしょう.

07m2225

六配位八面体による錯イオンは, 偏りがなく正八面体構造をとりますか? π結合とσ結合は, どのようになるのですか? M:六つの配位子が等価ならば, 六個の結合を互いに区別することはできないので, 正八面体になるでしょうね. そうそう, ヤーンテラー効果によって正多面体から歪む場合はありますが. それからえっと, 何のために混成軌道を考えたのか, わかってないようですね. 混成軌道を用いた結合は, σ結合ですかπ結合ですか?

m24

07m2401

[sp3 + s = CH4 の図]の時, 炭素原子の電子雲が4等分されて水素原子とくっつけるようにするらしいのですが, 何で正確に4等分されるって考えられるのですか? M:メタンの四個の水素は等価で互いに区別できないから.

07m2404

どうしてとても小さいのに物質を構成している原子やその核などの存在が発見できたのですか. M:科学史の本を読んではいかがでしょうか.

07m2409

K殻に入る電子数は2, L, M殻に入る電子数は8…と, 入る電子数が決まっているのはなぜですか. また, どうやって決まったのですか. M:えっと, 原子軌道と量子数 n, l, m, s で, 原子の世界がどのように出来ているかを説明したのですけど......

07m2419

反結合性の話の所で, 電子の存在確率がマイナスとはどういうことでしょうか? M:電子の存在確率は, 波動関数の絶対値の自乗です. 関数の値は負でも複素数でもかまいません. 自乗すれば正の実数になりますから.

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07s1023

原子を近づけていくと, ある距離で分子となるが, さらに近づけていき, 核が重なるということは起こるのか. M:既出の質問な気がしますが. 日常の常識的に考えて, 同一空間を二つの物体が占有することは出来ませんよね. また正電荷同士が距離ゼロにいると, ポテンシャルは無限大ですし.

s2

06s2003

磁石とは磁気モーメントをおびた電子をもつ原子の集まりのことですか. それとも, ある元素の集まりのことを指すのですか? M:磁石は磁石でしょう. 例えばフェライト磁石は鉄製ですが, 同じ元素の鉄でできた釘は磁石じゃありませんよね. また磁気テープ(音楽用のカセットテープなど)は, 磁性体を用いて情報を記録していますが, 磁気モーメントの集合であるテープ全体では磁石とはいわないと思います.

06s2017

オゾンO₃の生成ができるようになってはいるが, その技術を用いて, オゾン層の補修は可能か. M:オゾン層とオゾンホールが何物なのか, よく調べてはいかがでしょうか. 既出の質問だと思います.

06s2031

水やアンモニアの結合角は, 決まっているが, この角度を(ムリヤリ)変えるとどうなるのか? また, どうしてこの角度に決まっているのか? M:変形が解離限界以内なら, 結合角を無理に変えて, ポテンシャルエネルギーが高まっているので, 平衡位置へ戻るような復元力が働くでしょう. それがポテンシャルというものです. 普通の力学ですね. んで, 何故この角度なのかを理解するには, 量子力学を勉強してください.

06s2033

結合エネルギーポテンシャル曲線におけるテイラー展開の話が出てきましたが, さらっとしすぎて意味がよく分かりませんでした. M:テイラー展開はテイラー展開で, 特別なことはありませんよ. 物理系じゃない学科の人もいるから説明しただけで, 新しいことはありません. なおこれは感想であって質問の記載がありませんので, 提出物が要件を満足していませんね.

07s2001

講義ででてきた活性酸素はどのような性質をもっているのですか. M:酸素ですから酸化する能力があるわけですが, 詳しくは自分で調べてみてはいかがでしょうか.

07s2002

テキストp.45の図3.4のsp³混成軌道の図の中でs軌道はどこにあるのですか.[図3.4と称する s+px+py+pz=sp3 の図] M:混成したら混成軌道ができて, もとの軌道は s も p もなくなります. 使っちゃったからね.

07s2006

テキストの43ページでLCAO法は, 人間のごまかしが入り込んでいて, 未だ厳密に取り扱うことのできる理論を得ていないとあります. これから この分野での新たな理論は確立されることはあるのでしょうか. M:そう書いてあったのならなおのこと, ゴマカシの少ない理論を作る余地があると解釈できるのではないでしょうか. 国語の問題ですね.

07s2007

電子の古典半径と現代の物理学の半径の値が違うのは どちらかの理論が完全に間違っていることか? M:「古典半径」って何ですか? また, 科学の議論のしかたについての理解とか, 科学の発展ということの科学史的な理解が不十分なようです.

07s2010

なんで水銀は液体なんですか? M:融点以上の温度なら, 何でも液体でしょ?

07s2011

全ての``もの''は原子から構成されているが, 作りたいものに含まれる原子を集めて 作るというのは可能なのですか. 例えば紙はどうやるかわかりませんが木を加工して作りますが, その紙に必要な原子を集めて紙になるように原子から組み立てるということはできるのですか. M:原理的には可能だと思いますが, 実際にやるとなると, 手間とエネルギーと効率が, 厳しいことになりそうですね. あるいは, 自分で書いている「全ての``もの''は原子から構成されている」の意味を理解していない?

07s2012

中性子星もブラックホールも主な成分は中性子だと記憶していますが, 両者の異なる点は質量以外に何かあるのですか. M:ブラックホールが何でできているか, 見た人はいないと思いますが(笑).

07s2014

赤外線に近しい光線ではできるのか. M:その光線って, 何ですか? なにをしようというのですか.

07s2015

分子の形について物理力学のモーメントとの関係は成立していますか. M:その関係って, どんな関係ですか?

07s2016

今日の授業で結合次数の話がありましたが, 数が小さいほど結合が切れやすいとありました. それでは, 結合が切れにくいといえる数はどのくらいなのでしょうか? できれば, 代表例までお願いします. M:「易い・難い」は, 相対的な問題なので, 閾値があるわけじゃありませんよ.

07s2017

H₂OのHとHの間の正確な角度104.5°は どうやって精密に測るんですか? M:回折実験とかマイクロ波分光とかじゃないでしょうか.

07s2018

下のグラフではなぜ〓の所[〓は木へんに刻]が電子の存在確立[ママ]が大きくなっているのか? M:謎の漢字がありますけど, それはさておき. そういう風に波動関数がえられています. 量子力学の問題です.

07s2019

O₂^-自体は反応せず そのままで存在可能なんですか? M:反応する相手と出会うまでは, 存在可能なんじゃないでしょうか.

07s2020

「酸」とは関係ないのに, なぜ「酸素」というのですか? M:関係ありますよ. 元素名の由来を調べてみてはいかがでしょうか.

07s2022

混合軌道[ママ]のところででてきたψ₁, ψ₂, ψ₃, ψ₄における式は, なぜ, あのような関係式になるのですか? M:謎の「混合軌道」はさておき. 主に対称性と規格直交性から求まります.

07s2023

dsp²混成のψ₁=1/2 d_x2-y2+1/2 s+1/√2 p_x 0 ↑これは何ですか「0(ゼロ)」ですか? [矢印は式の末尾の文字を指す] M:授業中に質問しなかったのはなぜでしょうか? その軌道にはp_yが含まれないので, ゼロを書きました.

07s2024

σ結合は, 構造式を図でかくと, 重なっているからわかるのですが, π結合などは, 向きあっているだけで結合なのですか? M:そうです.

07s2025

今日紹介した, spfd…の続きのr,g…の軌道には分子が入っているのですか?//3重結合以上の結合(4重結合などなど…)は存在してるんですか? M:えっと順番は, spdfですよ. それから続きはr,gじゃなくてghi...ですよ. それからそれから, 軌道に入るのは分子じゃありませんよ.//三重結合以上の多重結合は, あることはありますが, 珍しいですね.

07s2026

回転させることができるということは, 例えばsp²混成軌道を同一平面上になくすこともできるのではないか. そうした場合, 何が変ってくるのか. M:何を回転させるという話なのか謎ですが. 「sp²混成軌道を同一平面上になくす」も意味不明です.

07s2027

二重結合はなぜ回転することができないのか? M:07h3084 参照.

07s2029

・反結合性軌道の電子をとってやれば安定?//・O₂が磁性をもつならO₂同士は反発しあう? それで1molで22.4l? M:原理を考えれば, 他人に yes/no を聞かなくても, 自分で判断できるのではないでしょうか.//磁性は, 反発だけじゃなくて引力もありますよ. 1molの気体の体積については, どういう法則がどういう理由で成り立つのか, 高校で習っていないのですか?

07s2034

なぜ軌道がぴったりと規則正しく並ぶんですか? 向きが少し傾いたり, しないのですか? M:固有値(量子数, エネルギーなど)が異なる関数(軌道)は, 互いに直交しているというのが, 定理です.

07s2035

構成原子にC炭素がない生命体て存在するんですか? M:生命体の定義は何でしょうか? 可能性の話ですか, それともこれまでに発見されたものの話ですか?

07s2036

2p軌道で[原子軌道から分子軌道が作られているエネルギー準位の図]という形がありますが, 下からσ, π, π^*, σ^*の順ではなく, 他の順番も目にした記憶があります. この順番が変わる理由は何ですか. M:電子間の反発とか, 電子相関とかのせいでしょうか.

07s2038

パスタを茹でる時に塩を入れるのはなぜですか? あれは, あとでナポリタンとかをからめるときの浸透圧に関係しているからですか? M:茹で汁を使ってソースを作るため, 汁が適切な塩味である必要があるから, という説もあるそうです.

07s2040

kは同じでμがちがうものをつくって いいことはあるんですか. M:振動の帰属とか, 反応機構の解析とか, マーカーとかの使い道があります.

07s2041

赤外線を水などが吸収するなら, 携帯電話の赤外線送信は水中で出来ますか? M:吸収するといっても, ランベルト-ベールの法則に従いますから. ハンドセットが水没すれば, 故障するものが多いと思いますけど.

07s2042

食品が乾燥するとHやOが無くなるのはわかりますが, 他に, 無くなる原子はありますか? M:ここでいう「乾燥」の定義は?

s4

07s4001

人間が死んだら, 何か化学物質は出るのですか? M:えっと, 生気説ですか? 既出の気がします.

07s4008

なぜ窒素では, 単結合の強さが2重, 3重結合の強さよりも弱いのですか. M:へぇ, そうなんですか? どこの誰が言ってたのでしょうか? 証拠は?

07s4018

人間は化学的にみて, 何で構成されていますか? M:有機物とか無機物とか, 水も多そうですね.

07s4020

なぜ混成軌道をつくるとエネルギーが下がるのですか. M:何を基準に下がるといってるのですか? sp³ではsよりは上がりますけど.

07s4033

どうやって2つの原子を互いに近づけるのか. M:いろんな方法があると思います. 調べてわかったら, 教えてくださいね.

s5

07s5017

dより大きな車丸重力[ママ]の場合どうなるのでしょうか. M:何を言っているのか, わかりません. 実在する文字でしょうか?

07s5041

前期の化学I(B)で, π結合が切れるような回転はできない(シス型がトランス型になる, またはその逆)と学んだのですが, 今日の授業ではπ/2(rad)回転させると逆符合と重なるという説明がありました. これは矛盾していると思うのですがどちらも正しいのですか? M:07h3084も参照. 授業で言った回転は, シス-トランスの異性化ではなく, 分子全体の回転による原子軌道関数の符号の反転です.

s6

06s6018

リサイクルはゴミの削減を目指して行われていると思っているのですが, それを行う過程で, ものすごいエネルギーを用いると, 金銭的なコストがバカにならないと思います. リサイクルは本当に私たちにとって, プラスになっているのでしょうか? また, 私の気づかないようなプラス要素が存在するのでしょうか?//追記. やっとHPを確認出来ました. 割と化学(さらには科学)でない質問をしてしまい もうしわけありません. それと, 先生をリアリストと前に書きましたが, 最近「そんなことはないんだな」と思うようになりました. 宇宙には「ロマン」よりも, 「悲しみ」があると思っています. M:金銭的コストがかかるってことは, エネルギーなどの資源を消費するってことですよね. 政策を支持するかどうか, よく考えてください.

06s6059

sp混成軌道のψの中に1/√2とか1/√3がありますが 何でそうなるのですか? M:07s2022参照.

07s6016

原子力発電という発電法は, どんな反応を使用して, どれくらのエネルギーが発生するのか. また, 火力発電との効率(コスト)の違いはどれだけか. M:本気の質問ですか? コストの計算方法は, 考慮する要素など諸説あるでしょうから難しいですが.

07s6043

酸素が反結合性軌道に電子を入れず, 電荷が+で結合することはできますか. M:07s2029の一つ目の質問参照.

07s6052

赤外線は他の光に比べて温める力は強いですか? M:強さはどうやって測りますか?

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06a1009

軸が回転するというのは一体どんな理由で起こるのですか. M:必要なエネルギーを備えていれば, 回りますけど. 07s5041も参照.

07a1001

どのようにして結合角の角度が決まるんですか? M:軌道と電子の性質です. 詳細は量子力学に聞いてください.

07a1005

ψの式は何を示しているのですか. 同位体置換とは何ですか. M:混成軌道の波動関数です. また, 言葉がわからなければ辞書を調べてみればいいのではないでしょうか.

07a1006

O₂分子の不対電子2コは磁気モーメントを持つから磁石にくっつく. これは実際に見ることができるって言いましたけど, 磁石でくっつくならもちろん離れたりしますよね? あとO₂^-は活性酸素っていうことが, 分子軌道で理解できてすごいなーと思った. M:ええっと, 棒磁石は磁気モーメントを持つから磁石にくっつきますが, 離れたりもしますか?

07a1011

金属原子の場合, 自由電子とならない非共有電子対は, 自由電子の影響をうけて, 非金属分子のそれとは異なるふるまいをするのでしょうか? M:金属原子と非金属原子とで, 非共有電子対に何か本質的な違いはあるのですか.

07a1024

混成軌道の式は何をもとに求められているのですか? M:07s2022参照.

07a1026

d軌道を含む場合の混成軌道と含まない場合では何が違うのですか. M:まず, 混成軌道の数が違うし, エネルギーも違います. また, 場面によって使える軌道が異なるので, それに応じてって所もあるかと思います.

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07a2008

混成軌道においてsp²混成軌道で二重結合, sp混成軌道で三重結合となりますが, 結合の強さは混成軌道において表せるのでしょうか? また, 結合の強さは関係あるのでしょうか? M:結合次数と結合の強さは, 定性的には関係あるといえるでしょうか. でも定量的な結合の強さは, 結合エネルギーとか力の定数とかで評価するのでしょう.

07a2028

原子の軌道は結合性軌道と反結合性〓の[〓は同じことの繰り返しの点々]2つがあってエネルギーのバランスをとっているようですが, 各量子数が増減して軌道の数や形が変化した時, 同じように反結合性の軌道も変化しますが, その反結合性軌道と他の変形した結合性軌道が重なってしまうようなことはないのでしょうか? M:えっと, 何を聞いているのかわかりませんが...... まあ, 軌道は直交していると言ってみます.

07a2034

不対電子がある原子は全て磁気モーメントを持っていて磁石にくっつくのですか? M:「そうです」という私の返事に, どのくらいの価値がありますか?

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07a4004

O₂に電子を1個たすとO₂^-になるために反結合性軌道に入るが, 電子が1個外れた場合はどうなるのか. M:構成原理(aufbau principle)にしたがって, 軌道に電子が入るだけです.

07a4009

p43に``この原子は一般性が高く''とあるが, 一般性とは何ですか. M:言葉の意味がわからなければ, 辞書を見ればよいのではないでしょうか. しかし, このテキストの文言は, 必ずしもわかりやすいとは言えませんね. ここでは, ``代表例として適切である''というような意味でしょうか.

07a4034

分子などの軌道や構造を知ることで, どのような利点があるのか. 何が考えやすくなるのか. M:本気の質問ですか? 分子レベルで物質の性質を考えていかないと, 現代の化学は成り立たないのですけど.

07a4038

カバンなどは自然とつかっていくうらに[ママ]脱色していったりする. 空気に接していれば化学反応は目には見えないけどおこっているのか. 肌と空気の間でも何かおこっているのか. M:脱色という形で化学反応の結果が目に見えているのではないでしょうか? これは空気の成分のどれとの反応なのでしょうね?

07a4039

日本人でノーベル化学賞を受賞する人が多いと思うんですが, 日本の化学のレベルは世界的に見て高いんですか? M:大いかどうか, 国別での集計を見てください. レベルの高さは, ノーベル化学賞の受賞者数だけでは測れないと思いますが. ていうか, レベルの高さの尺度は何でしょうか?