教養の化学教养的化学.ppt

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1、教養化学,担当 杉本昭子,第10週：2013年12月2日,復習：化学結合（2）,共有結合結合大程結合安定。分子化学種結合総和大程、低分子（化学種）。結合反応系（出発物質生成物結合差）、反応発熱反応、吸熱反応。 第2周期元素中 (Be,B,C,N,O 等)混成軌道形成。、2、3混成軌道形成、軌道重大、安定結合可能。結合手増、多分子生成可能。 多重結合結合他結合分子安定化。,演習解答解説,(a) F2CCF2 (b) H3CCN (c) H2CO (d) H2CCO (e) H2CCHCHCH2 (f) H3CNO,(a) F2CCF2,次化合物（示性式表記：）少多重結合。各分子電子式書。結合電子

2、線、結合電子点。 （ad：各点 ef：各点 計20点）,演習解答解説,(b) H3CCN,示性式考慮,演習解答解説,(c) H2CO,(d) H2CCO,演習解答解説,e) H2CCHCHCH2,(f) H3NO,演習解答解説,() H3CN,e) H2CCHCHCH2,示性式考慮,演習解答解説,(f) H3NO,少多重結合 孤立電子対不対電子電子式識別。（孤立電子対結合使、基本的配位結合場合。） 電子式構造書後、必各元素電子数結合手（不対電子数）数確認。,示性式考慮,演習解答解説,(c)Formaldehyde,(a)Tetrafluoroethylene,(b)Acetonitrile,(

3、d) Ethenone,演習解答解説,(e)1,3-butadiene 1.3-,(f)Nitrosomethane ,演習気点：化学式,式組成式,化学式,分子式,構造式,実験式,示性式,示性式,分子式中化合物特性占原子団、特官能基選出、分明記3化学式示性式。,分子式場合4,演習気点：化学式,分子式：23,H3CCN （示性式）,H3COCOOH （示性式）,分子式：243,演習気点：化学式,構造式,分子構成原子間共有結合、価標呼線示化学式。 価標線本、共有価電子個分対応。,2,演習気点：化学式,電子式（Lewis式）,原子分子形成原子最外殻電子、全点表式。共有結合形成部分線（価標）書多。式、

4、孤立電子対存在明。,2,演習気点：化学式,電子式（式）利点,演習気点,原子、分子、化学種電荷（、中性）状態一目。 孤立電子対有無明。 有機化学反応、孤立電子対持、 部分電荷（-）持、極性高性質。 孤立電子対持、配位結合形成。,孤立電子対不対電子意味異！,酸素原子2個、窒素原子1個孤立電子対持。,化学結合（3）,第10週講義,共有結合結晶、配位結合、分子極性、分子間力、分子結晶、水素結合,原子同士共有結合分子、原子性質電荷偏生場合。 電荷偏分子極性分子、水溶性。 偏分子非極性分子言、脂溶性。,共有結合分子極性,原子分子原子電子引付力違、均等共有。 引付力、電気陰性度！,極端例結合,原子AB間極性

5、共有結合。分子双極子持,共有結合分子極性,電気陰性度,4/6/2019,共有結合電荷偏電気陰性度,電荷偏電気陰性度違,共有結合分子極性,共有結合電荷偏分子極性,電気陰性度差（EN= electronegativity difference）結合性質決定。,NBr3: EN = 3.0 2.8 = 0.2（N-Br3結合対）,例,EN = 高電気陰性度値 低電気陰性度値,一般、EN 0.5以下 =共有結合性(covalent) 0.5 1.7 極性 (polar covalent) 1.7以上結合性(ionic),共有結合分子極性,結合性質,E次化合物結合種類考！,HCl, CrO, Br2,

6、H2O, CH4, KCl,HCl 3.0 2.1 = 0.9 極性 CrO 3.5 1.6 = 1.9 性 Br2 2.8 2.8 = 0 共有性 H2O 3.5 2.1 = 1.4 極性 CH4 2.5 2.1 = 0.4 共有性 KCl 3.0 0.8 = 2.2 性,電気陰性度,共有結合分子極性,結合AB、AB異原子場合必電荷(電子)偏生。 電荷偏結合分極、分極双極子。 電荷偏、用表。 分極度合（程度）双極子観察。 分極原因原子電気陰性度異。,共有結合分子極性,共有結合分極,A B,+,-,分極方向,双極子(dipole moment) 分子内部電気陰性度異原子結合、電子的陽性原子正電

7、荷、陰性原子負電荷残。 電荷 、距離 離存在双極子。 結合極性（電荷偏）定量的示量双極子使。,共有結合分子極性,q,双極子負電荷正電荷向量,極性結合持分子常双極子持。,分子双極子分子内双極子和：正反対持分子双極子持,共有結合分子極性,極性共有結合(polar covalent bond)双極子(dipole moment),双極子大、分子対称性、極性基位置密接関係持、分子構造決定利用。,極性共有結合(polar covalent bond)双極子(dipole moment),共有結合分子極性,二酸化炭素双極子持。 O-H 結合結合1.60 d 水1.85 d双極子持。 O-H 結合結合和 水

8、双極子得、 水分子105結合角有。,分子極性、厳密双極子有無、分子溶解度関係。,極性化合物、水溶性溶媒（2，）溶、非極性化合物脂溶性溶媒（、）溶傾向。,共有結合分子極性,極性共有結合(polar covalent bond)双極子(dipole moment),共有結合仲間変種。 孤立電子対使共有結合、配位結合。,共有結合配位結合,共有結合配位結合,共有結合：結合個原子個電子出合 結合。 配位結合：片方原子個電子(孤立電子対）供給 結合,非共有電子対（孤立電子対）使共有結合,共有結合配位結合,： H3O,分子間形成配位結合,水分子H2O水素H結合。 水非共有電子対H空軌道配位。,BH3sp2混

9、成軌道平面三角形分子、配位結合作時、結合状態変、sp3混成軌道。,非共有電子対（孤立電子対）使共有結合,、結合、金属結合、共有結合原子同士化学結合学。 一般物質物理的性質、結合様式特徴。 共有結合結晶、通常分子性質一致、特殊属。,共有結合結晶,共有結合結晶,共有結合結晶 分子結晶共有結合形成。 共有結合結晶例覚,diamond ( C ),graphite ( C ),Quartz：石英 ( SiO2 ),共有結合結晶,来週説明。,分子間働力、物質状態（三態）作出要因。 分子物理的性質(融点、沸点、蒸気圧）関与。 水素結合、力中心見行。,分子間力,物質状態（三態）,気体,液体,固体,物質三態,

10、相違、分子間相互作用生。,物質状態（三態）,固体分子間相互作用、配置定。 液体近接分子接触相互作用固体弱、相互配置定。 気体分子同士離、分子間相互作用運動影響及。,第四状態 、高度化気体、高温下生。引力、斥力（反発力）分子間相互作用状態生。,物質三態分子間相互作用関係,物質状態（三態）,液体、固体、相転移及分子間力,分子間力種類,双極子間働力（Ion-Dipole Forces） 双極子同士間働力（Dipole-Dipole Forces） 水素結合（Hydrogen Bond） 電荷誘起双極子間働力（Charge-Induced Dipole Forces） 分散力（Dispersion (

11、London) Forces：力）,固相、液相、気相各状態作出力全、静電気的力。 静電気的引力、粒子間機械的（Kinetic Energy）、各相特徴生出。 蒸気圧、融点相転移関係。,物質状態（三態）,三態関与分子間力,相転移模式図,物質状態（三態）,互電荷接近比較的強。 引付力: 陰陽(分子内結合) 原子核結合電子対 (共有結合) 金属原子核陽自由電子 (金属結合）,-分子間働力,分子内力（分子内結合力）： Intramolecular Forces,分子間力（分子間非結合力）： Intermolecular Forces,互電荷小、比較的弱。 引付力: 電荷偏（部分電荷）分子同士 部分電荷

12、持分子,分子内 分子間,4/6/2019,分子内力Intramolecular,分子間力Intermolecular,全静電引力,中性分子間力働。 分散力（力） 最弱力 (無極性分子) 双極子-双極子力 強 (極性分子) 水素結合 最強 (酸素、窒素、素直結水素）,-分子間働力,液体物理的性質多分子同士引付力説明。分子間力。,水素結合（Hydrogen Bonding）,特別双極子双極子間生。 電気陰性度大原子結合水素原子、別分子電気陰性度大原子、孤立電子対持原子間形成。 N, O, F 電気陰性度高、共有結合H原子簡単離、水素原子核（H+）。 水素結合、以下構造必要。,水素結合,水素結合（H

13、ydrogen Bonding）,分子間水素結合 分子間水素結合点線示部分結合,水素結合沸点,族以外何最初異常沸点高。気体前水素結合切断必要。,周期表（14）族（17）族原子水素化物沸点,水素結合（Hydrogen Bonding）,a) C2H6 ,以下分子同士水素結合？,A. 水素結合,) CH3OH ,水素結合。二通考,A. 水素結合。,水分子O-H結合、O電気陰性度強、電子O偏。 性帯H、別水分子O孤立電子対強引寄。 水素結合生。 水素結合分子間結合中最強結合。,水素結合（Hydrogen Bonding）,水分子場合,水素結合（Hydrogen Bonding）,水分子場合,水素結合

14、、原子間距離2.8直線上、一定方向性。分子間距離方向性限定重要。,電気的中性分子間分子間力働要因順追説明。,静電的相互作用：電荷-電荷相互作用,極性分子間 極性分子無極性分子間 無極性分子間,分子内電荷偏極性分子同士場合電荷偏間静電気引力発生比較的強分子間力。 双極子双極子力 極性分子内原子電気陰性度差生。,静電的相互作用：電荷-電荷相互作用,極性分子間,静電的相互作用：電荷-電荷相互作用,極性分子無極性分子間,極性分子近、無極性分子電荷偏誘起、引力発生場合。極性分子同士引力比較弱分子間力。,+,-,-,-,-,+,+,+,無極性分子,極性分子,静電的相互作用：電荷-電荷相互作用,無極性分子間

15、,電子分子内動生瞬間的電荷偏、引力発生。無極性分子間働非常微弱分子間力。 分子間力特分散力。分散力一部、狭義（Van der Waals）力場合。,瞬間、原子一方電子偏状態。（A) 反対側端瞬間的双極子生 (B) 原子電子同時新双極子瞬時動 (C) 全分子性化合物分散力働。,静電的相互作用：電荷-電荷相互作用,分散力（London力）,静電的相互作用：電荷-電荷相互作用,力,分散力双極子双極子間力合力場合。 非常多物質見弱引力。 近接分子原子同士間生。分散力分子間力中最弱引力。,4/6/2019,分子間力 結合 (最強) 極性分子 双極子;双極子双極子, 水素結合 極性& 無極性 双極子-誘起

16、双極子 無極性 () 分散(最弱) 分散力全分子存在。,分子間力,常温、常圧氷(固体H2O) 溶。,分子間力,常温、常圧氷(固体H2O) 溶。,分子間力,固体二酸化炭素(CO2),分子間力,固体二酸化炭素(CO2),分子間力,常温、常圧下溶。 二酸化炭素分子同士非常弱分子間力、固体状態直接気体状態移行。 過程昇華。 弱分子間力結固体分子結晶。,分子間力,分子対称性 形。,分子間力,分子非対称形 。,分子間力,非対称形分子対称形分子比強互引付。,stronger attraction,weaker attraction,分子間力,、水 (H2O) 二酸化炭素(CO2)融点沸点高。,stronger attraction,weaker attraction,分子間力,演習,以下分子、線示結合双極子方向示。（-方矢向）,次分子結合共有結合場合 ,結合場合 I 示。,-,-,-,3-,-,-,