化学結合では電子の動きが重要である。イオン結合では電子が出入りすることで電荷ができた。共有結合は文字通り、結合する2原子間の電子の共有である。結合を見るときに注目すべきは、軌道の形である。ここでは原子同士の結合と、分子の形を決める元となる理論について触れていく。 (1) [2+2] 反応に関わるMO準位を4つずつ描く。エチレン2分子では超分子軌道を扱うが、位相情報 は以下の議論に必須でない。s-s (a-a) 側でHückel型、s-a (a-s) 側でMöbius型の遷移状態を挟む。 (2) 次にMO間に相関線を描く。この図6はA 図3とそっくりになる。 ー準位を知る必要がある。エチレンの分子軌道は、2組のメ チレン. このとき、s軌道とp軌道2つを混ぜ合わせた同じエネルギー準位の軌道であるsp 2 混成軌道が形成される。 形成されたsp 2 混成軌道は、互いに120°の角度をなしているため、三塩化ホウ素（BCl 3 ）は平面三角形構造をしている。 例）エテン（エチレン：C 2 H 4 ） 軌道とエネルギー準位の関係. エチレンの分子軌道 ※homoとlumoの間での電子遷移が 最もエネルギー差の小さな遷移 ＝最も波長の長い吸収である 有機化学の視点から吸収を考える 有機分子は各原子の原子軌道から構成される 多数の分子軌道を持ち、電子の入っている軌道と もくじ. 原子の軌道はそれらのエネルギーに従って配置されます。したがって、エネルギー準位は軌道で構成されています。 軌道とエネルギー準位の違い 定義. エネルギー 結合性分子軌道 反結合性分子軌道 水素分子. 2012/01/19─環境物質科学基礎論I 4 メタンのハロゲン置換体 109.28度からのずれは小さい. 5回：混成軌道：分子の形状・物性. MathematicaによるHuc¨ kel分子軌道法の計算 KENZOU 2005年x月x日 これからMathematica を使ってHuc¨ kel の分子軌道法を勉強していくことにします。 よく知られているようにHuc¨ kel の分子軌道法の計算は大変簡単で電卓で容易にできるといわれています。 1 高校化学の二重結合のイメージを忘れるべき; 2 SP3混成軌道はs軌道・p軌道で4つの手が存在する. 水素原子Hは1s軌道1個なので、2つの水素原子で合計2個の分子軌道ができる。 分子の形と電子状態 等核2原子分子の電子状態 等核2原子分子の分子軌道 H 2 H H 1s σ σ∗ 2 … ここで電子を反結合性軌道に押し上げてしまうくらいのエネルギーを分子に与えた場合 (励起させた場合)、結合が開裂してしまうことがある。これは、反結合性軌道が結合性軌道による結合性を相殺してしまうためである。こう考えると、ヘリウムがなぜ単分子で安定であるのかを理解すること 化エネルギーであり,Dewa④の理論に基いて次のごとく表わ される8)」9)e ここに煽,η犠はそれぞれラジカルおよびモノマーのπ電 子工. 2.1 σ結合（シグマ結合）は共有結合を形成し、結合エネルギーは高い; 2.2 単結合のσ結合は回転することが可能：エタンの例; 3 π結合（パイ結合）は結合軸に対してゆるく結合する 原子軌道から等核二原子分子の分子軌道のエネルギー準位図を描く . 分子軌道のエネルギーは分子軌道エネルギー準位図で表される。 簡単な分子を持ち出して考えてみる。 水素分子は結合性軌道に電子が収容. 軌道： 軌道は、核の周りに電子が見つかる可能性が最も高い領域です。 2のエネルギー準位と電子密度 HFのエネルギー準位と電子密度 分子 ... z全波動関数→軌道エネルギーの積 z電子間相互作用→一電子ポテンシャルv eff z全波動関数→軌道エネルギーの積 Ψ=φ 1 ⋅φ 2 "φ N D. Hartree 分子軌道はそれぞれ独立. 【至急】cn-の分子軌道エネルギー準位図を教えてくださいcとnのどちらをイオンとすればいいのか分かりません。（c－とnなのかcとn－なのか） Cの方がマイナスです。 cf. 励起（昇位）エネルギーを補って なお「あまり」がある. 水素分子の電子配置のエネルギー図 エネルギー 1s 1s 結合性軌道 反結合性軌道 + 1s 1s 結合性軌道 反結合性軌道 1s 軌道にあった2個の電子が結合性軌道に入る → 全体のエネルギーが下がる → 安定化する（結合ができる）＝共有結合 25 下すと、右の準位図に対応して、 電子（4個）がエネルギーの低い軌道に 2個ずつ詰まるとして、電子密度を計算 f h c h h 1 2 3 1.25 c 2 =(λ− 2.1)c 1 2 =λc c 3 1.25 +c c 1 3 =(λ− 0.2)c 2 3 λ λ 2 λ − − + = 2.3 2.1425 2.1 0 α+2.79752β α+0.65265β α-1.15017β α ϕ 1 =− … 原子軌道と分子軌道、原子軌道の図示、分子軌道の組み立てと図示の基本、いろいろな分子の分子軌道等を解説。電子軌道運動やエネルギー準位のイメージを利用しながら、化学元素の性質の由来や化学結合の仕組みを学ぶための本。 分子中の電子は，分子全体に広がった分子軌道molecular orbital に入っていると考えられる。様々なエネル ギー準位を持った分子軌道があるが，基底状態（最もエネルギーの低い状態）では，低いエネルギー準位の軌 道から順に2 つづつの電子が入っている。 4回：分子軌道. すなわち、分子軌道計算で出てきたフロンティア軌道のエネルギー準位によって、光の吸収波長を予測することが可能である。----- 分子軌道とフロンティア軌道 [1] 分子軌道の一般的特徴 ネルギー準位を;Crm,4評 はそれぞれm,π 番周の分子軌道中 のラジカル,モ ノマーの反応位置の原子軌道の係数を;γβはラ 分子軌道エネルギー準位図. 等核二原子分子や分子イオンのエネルギー準位図を描き、磁性や結合次数を調べる. ch. 2012/01/19─環境物質科学基礎論I 5 sp2混成軌道 s軌道とp軌道2個の線形結合を考える（Pauling） 各軌道は同一平面上にあり120度の角度で交差. 9+ 9+ F F F 2 フッ素分子 9+ F 価電子はL殻にある (2s) 2 (2p x)2 (2p y)2 (2p z)1 軌道で考える z x y F F F F F 2p z F F エネルギー 結合性分子軌道 2p z. 2 の分子軌道から組み立てることができる（参考 書：大野公一、量子化学、岩波書店、 1996 年）。前回学んだ ah 2 型分子の4σどうしが相互作用してできる結合性軌道