悠穹の勉強部屋(解答作製委員会)コミュの基礎無機化学

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問１
(a)気体状態の原子から真空中で電子１個を取り除くのに必要なエネルギー
(b)2s軌道は核近くに貫入しているが、2p軌道は貫入効果がないために2s軌道は2p軌道に比べて安定である。このためBeはBに比べて有効核電荷は小さいが、IEは大きくなる。
(c)周期表を右に行くにしたがって有効核電荷が大きくなっていくため、IEも増加していく
(d)Nは3つの2p軌道に１つずつ電子が入ることによって半閉殻となり、安定化するが、Oでは１つのp軌道に２つの電子が入るために静電反発が起こり、IEはNに比べて小さくなる

問２
(a) (1s)2(2s)2(2p)5
(b) 2pz軌道
(c)
　　　　　＿σ*
　1s＿
　　　　　＿＿(n)　　＿＿＿2p
　　　　　＿σb
　　　　　＿(n)　　　　＿2s

　　H　　　HF　　　　F
（下から電子８つ入れてください）

(d)分子軌道エネルギー順位図から結合性の軌道は1sよりも2pz成分が多いことがわかる。つまり、この結合性の軌道に入っている電子対はF側の電子密度のほうが大きい。すなわちF側がδ-に、H側がδ+に分極することがわかる。
問３
(a)中心原子であるBの周りには、単結合が３つあるから正三角型構造であることが推定できる。このとき、Cl-B-Cl角は60度であると予測できる
(b)S周りには二重結合が１つ、単結合が２つ、非共有電子対が１つあるから、三角錐構造であると推定できる。
今、C-S-C角、O-S-C角はともに非共有電子対による静電反発により、109.5度よりも小さいことが予測できる。
(c)Te周りには単結合４つ、非共有電子対１つであるからシーソー型であると推定できる。いま、エクアトリアル位に存在する非共有電子対による静電反発から、上のアキシャル位のClとTe、下のアキシャル位のなす角は180度よりも小さくなると予測できる
(d)C周りには二重結合１つ、単結合２つあるので三角形構造であると推定できる。今、二重結合による静電反発からCl-C-Cl角は60度よりも小さくなると予測できる。

[2] mixiユーザー 07月27日 23:57

問４
NH3とPH3はともに単結合３つ、非共有電子対１つをもつので三角錐構造であると考えられる。また、非共有結合による静電反発からH-N-H角とH-P-H角は109.5度よりも小さくなる。いま、電気陰性度を考えると、N>Pであるから、N－H結合に比べて、P-H結合の電子密度はH側に寄っている。このためP周りの電子密度はNに比べて小さくなるので、P-H結合同士の静電反発はN-H結合同士の静電反発に比べて小さくなる。このため、H-P-H角は非共有結合との静電反発によってH-N-H角よりも大きく変化するので、H-N-H角よりもH-P-H角の方が小さくなる

[3] mixiユーザー 07月28日 00:11

問５
(a)B2とO2（∵分子軌道エネルギー順位図を描き、電子をつめていくと不対電子が存在）
(b)Li2:(2-0)/2=1, Be2:(2-2)/2=0, B2=(4-2)/2=1,
C2:(6-2)/2=2, N2:(8-2)/2=3, O2:(8-4)/2=2 F2:(8-6)/2=1
(c)Be2,O2,F2
　∵HOMOが反結合性の軌道であるため

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