構造と結合

構造の種類＝ルイス構造、ケクレ構造、短縮構造、骨格構造

例）エタン
ルイス構造（点電子構造）；lewis構造

点が最外殻電子を表す。

ケクレ構造（線結合構造）；kekule構造

棒が共有電子対に対応する。

短縮構造
Ｃ₂Ｈ₆

骨格構造
　　　　―

• 不飽和度

アルケン（Ｃ_nＨ_2n+2）を不飽和度０とする。
以下に列挙することがあると不飽和度は増える。
①二重結合がｎ個ある。
　環状構造がｎ個ある。　　　　　　　　　→不飽和度がｎ増える。

②三重結合がｎ個ある　　　　　　　　　　→不飽和度が２ｎ個増える。

③水素（Ｈ）の代わりにハロゲンがある。　→不飽和度は変わらない。
　酸素がある。
　窒素がある。

また一般的に不飽和度はＣ_aＨ_bＯ_cＮ_dＸ_eとすると以下のように計算できる。ただしＸはハロゲンである。

(２a+2-b+d-e)÷2

• 結合による形の特徴

sp₃の結合＝１０９，５° sp₁の結合＝１８０°

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sp₂の結合＝１２０°

sp₁の結合＝１８０°

• シュレディンガーの方程式

概要：電子がどこにあるかという確率を導き出せる。
（Ψ）²は電子の存在確率を表す。
Ψはいくつかの量子数（整数のこと）で規定させる

①主量子数
軌道の大きさ（Ｋ、Ｌ、Ｍ殻など）を決める値。ｎ＝１（Ｋ）、２（Ｌ）、３（Ｍ）など

②方位量子数
軌道の形を決める値。その数はｌ＝０～ｎー１まである（０はｓ軌道、１はｐ軌道、２はｄ軌道を表す）

③磁気量子数
軌道の方向を決める値である。それはｍ＝－ｌ、－１＋１～…０…ｌ－１、ｌ個ある。
例えばｌ＝０ならｍ＝０より一つだけ。ｌ＝１なら－１、０、１より３つとなる。

例１）主量子数１（ｎ＝１）のとき：Ｋ核のとき（第一周期）
　　　方位量子数は０のみ（ｓ軌道のみ）
　　　磁気量子数は０のみ（一方向のみ）
つまりこれは１ｓ軌道からなる。

例２）主量子数２（ｎ＝２）のとき：Ｍ核のとき（第二周期）
　　　方位量子数は０、１の二つ（ｓ軌道とｐ軌道の二つ）
　　　磁気量子数はｌ＝０のとき：０のみ（一方向のみ）
　　　　　　　　　ｌ＝１のとき：－１、０、１の三つ（三方向ある）
つまりこれはｌ＝０のときは２ｓ軌道を表し、ｌ＝１の時は２ｐ軌道を表す
（１ｓや２ｓなどの数字はｎに対応する。）

ｐ軌道の方向:三方向にある。

• 軌道の名称

節面（節）は電子密度が０の領域である。

• 各軌道のエネルギー準位と収容可能な電子数。

エ↑  Ｍ（ｎ＝３）
ネ↑                                3d - - - - -
ル↑  Ｌ（ｎ＝２） 2p - - -
ギ↑                                3p - - -
❘↑                 2s -
   ↑                                3s -
   ↑  Ｋ（ｎ＝１） 1s -

ｄ軌道：５つの軌道は同じエネルギー値を持つ
ｐ軌道：３つの軌道は同じエネルギー値を持つ

電子配置に関する規則

①構成原理：軌道が満たされていく順番は①→②→…と埋まっていく
 ー ー ー ー ー ③
    ー ー ー ②
      ー ①

②pauliの排他的原理
電子は自転しており、その方向は二つ。

↥↥ではなく、↥↧のように一つの軌道に電子は二つでspinは逆向きに入れる。

③hundの法則

• 電子配置の記述（炭素の場合）

C(1s)²(2s)²(2p_x)¹(2p_y)¹

• 化学結合の種類

イオン結合→静電気的な引力　　Na⁺Cl(){-}
共有結合→電子を一つずつ出し合って結合電子対（共有電子対）
配位結合

• octet則

　→Hを除く元素の周りの最外殻電子が８になるときに安定
　　　　　　　　　　　↓
　各電子が分子内で希ガスの電子配置をとればよい

• octet則があてはまらない例

ホウ素　(1s)(2s)(2psub(){x)
                              ３個

BH₃：Ｂの周りに６個電子がある→まだ電子対を受け入れられる。