0.1 (77 :21-25),,... VSEPR. (1) 2 ( ). (2), ( ). (3),. (4),. (5) 3,. (6),. *1 (7) *2. (8),Li,Be,B. 1:. VSEPR( ). VSEPR. (1),.. (2), >, >. 2 3 4 5 6 (3) 120. *1,,. *2 ( ) = ( ) ( ) 2 ( ) 1
2: 2 ( ).,,.. 2s,2p. (1)sp. (2)sp 2. (3)sp 3..H 2 O,sp 3,2.. CH 2 = CH 2 *3,sp 2, σ., π. CH CH.sp, σ. 2, π. *4. 3: s 4: p *3 C 1s 2 2s 1 2p 3 *4 Wikipedia http://hourousha222.blog46.fc2.com/blog-entry-8.html 2
5: 0.2 (77 :26,27) :.,., CH 2 = CH CH = CH 2. *5, *6.,,., -,.,.,,. C 6 H 6. (C 6 H 10 ), (C 6 H 8 ), 1. 4π + 2 *7. *5 C rh m *6 *7.n sp 2, n=4k,,.,n=4k+2, 1., 4k+2.. 3
(1) *8,. (2),. (3),. (4),.,. 0.3 (77 :28-34)..,. (HMO). LCAOMO (Liner Combination of Atomi Orbital, Molecular Orbital).,. Ψ = i c i χ i (Ψ : χ i : ). LCAOMO., 0., ε ε = (c1 χ 1 + c 2 χ 2 )h(c 1 χ 1 + c 2 χ 2 )dτ (c1 χ 1 + c 2 χ 2 ) 2 dτ (h : *9. S 12, α, β *10 χ 2 1dτ = χ 2 2dτ χ 1 χ 2 dτ = S 12 χ 1 hχ 1 dτ = χ 2 hχ 2 dτ = α χ 1 hχ 2 dτ = χ 2 hχ 1 dτ = β 12 *8 ( ).. *9.. *10 2.,.. 4
. ε[c 2 1 + c 2 2 + 2c 1 c 2 S 12 ] = (c 2 1 + c 2 2)α + 2c 1 c 2 β 12,,. ε. ε c 1 = 0, ε c 2 = 0,2. 2 A,t = (c 1, c 2 ) At = 0.t=0, det A=0. det A.,HMO., (EHMO),. HOMO LUMO HOMO( ):. LUMO( ):,., HOMO LUMO.σ σ σ σ,.. π σ π π, σ σ,, *11. 0.4 (77 :44-51,62) Lewis H +,. (, ),. 1s,.,. *11 HOMO π,lumo π. 5
1: (1) ( ) BF 3,BCl 3 (2) H +,Na + (3) (C=C ), 2: (1), H 2 O,ROH (2) OH,H (3) -,, ( ).,, 2.,. d d, 3 2. *12 d 5,. 6: d ( d z 2,d x2 y 2,d xy,d yz,d zx ) d ns,(n+1)s. 3-12 (d ) nd (n+1)s. nd,nd,(n+1)s *12 ϕ(r, θ, ϕ) = R nl (r)y lm (θ, ϕ),r nl (r),y lm (θ.ϕ). 3, n. n,l. 1 n r,l,., (n = 1, 2, 3, /l = 0,, n 1/m = l,, l). 6
. (n+1)s,(n+1)p ns,np nd.,d f. 12 d *13 f,.,.d, nd (n+1)s., E 3d < E 4s,Fe 3d 4s. 3d,4s.., d. ( ).. *14,.,. x,y,z, d z 2,d x2 y2,.,,d xy,d yz,d zx,.,..,e g (d z 2,d x2 y 2), e g e g 2. t 2g (d xy,d yz,d zx ).. e g, t 2g,. 7: 8: *13 d 3-12. *14 d xy,d yz,d zx,. 7
. d,., d,. *15,,.,. 9:,.,,.,.,. 10: (d 4 d 8 ) *15 d.,. 8
0.5 (77 :52-60) van der Waals.,, *16.,,..,.. 6,,., ( ) (p + a )(V b) = nrt V 2., a. (X),.,, (Y).. X-H σ ( ) Y,Y X-H H Y.,.,X-H σ( ) Y,.,.,.. 0.6 (77 :68-72,75),,,,.,.,(a),(b). *16,. 9
図 11: 最密構造を上から見た図 図 12: 最密構造を横から見た図 金属は常に最密充填構造をとるわけではない. 例えばアルカリ金属は常温常圧において, 充填率 の少し低い体心立方格子をとる. 元素の結晶構造として他にもダイヤモンド構造やグラファイトの 構造がある. 充填構造と配位数, 充填率との関係は以下の表のようになる. 図 13: 体心立方格子 図 14: ダイヤモンド構造, グラファイトの構造 表 3: 充填構造と配位数, 充填率の関係 構造 配位数 空間充填率 ダイヤモンド構造 4 0.3401 単純立法格子 6 0.5236 体心立方格子 8 0.6802 立法最密充填 12 0.7405 六法最密充填 12 0.7405 単純格子 結晶中の原子, 分子は繰り返しのある秩序構造をとっている. 結晶内に一点を取り, それと全く等価 な点を結晶内にプロットし, それらを結ぶと平行六面体で構成される格子ができる. これを結晶格子 という. 格子点に原子を一致させると, 簡単な結晶では都合がいい. 格子の最小単位は単位胞または 単位格子と呼ばれる. 単位胞は 3 つの辺の長さと 3 つの角の大きさで規定される. 単位胞には格子 点が 1 つ含まれているだけであり, これを単純格子という. それに対し, 複数の格子点を含ませるこ とで高い対称性を持つ晶系で記述できることがある. この系を複合格子という. 単位胞の形と対称 性から結晶は以下のように分類できる. 三辺の長さを (a,b,c),3 つの角の大きさを (α, β, γ) とすると 次の表のようにまとめられる. 晶系と単純格子 (P), 複合格子を組み合わせると 14 種類のブラヴェ 格子に分類できる. 複合格子は第二以下の格子点の場所によって, 底心 (A,B, または C), 体心 (I), 面 心 (F) と区別できる. 10
15: 4: 7 α β γ,α β γ 90 1 α β γ,α β γ 90 2 α β γ,α = β = γ = 90 3 2 α = β γ,α = β = γ = 90 4 α = β = γ,α = β = γ 90 3 α = β γ,α = β = 90, γ = 120 6 α = β = γ,α = β = γ = 90 4 3 11
16:,, d, r +,r,d = r + + r r +,r.,,..,.,.. Huckel., 12
5: ( r + r ) 0.225 r + r < 0.414 4, 0.414 r + r < 0.732 6 0.732 r + r < 1 8 1 hcp.ccp. s p s p,.. *17 s *18,..,, *19.,,., ( ),.. 0.7 (77 :73,74),. Born-Haber. Madelung,... l i kze (k = ±1), n i. k Z2 e 2 n i 4πε 0 l i. (i ), r 0, E E = Z2 e 2 4πε 0 r 0 M *17. *18,. *19,. 13
. M. Born-Haber.Born-Haber... 17: NaCl Born-Haber 14