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N原子のsp3混成軌道について教えてください.

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お礼率 31% (38/120)

とある教科書で
N原子の基底状態
1s (↑↓)
2s (↑↓)
2p (↑↑↑)
となっており,sp3混成軌道をとる場合については
1s (↑↓)
sp3 (↑↑↑↑)
というような表記がされていました.

率直に・・・これは正しいのでしょうか??
正しいのであれば,sp3混成軌道をとる場合,電子が一つ足りないのはなぜなのか.
また,間違っている場合は,電子の正しい軌道配置?を教えて頂ければと思います.

色々自分で調べては見たのですが,ほとんどの説明はカーボン原子で説明されているため,N原子についてはほとんど見あたりませんでした・・・.

御存知の方おられましたら,書き込みよろしくお願いします!!
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質問者が選んだベストアンサー

  • 回答No.1
レベル11

ベストアンサー率 34% (88/257)

間違ってます。

1s  (↑↓)
sp3 (↑↓、↑、↑、↑)

が正しい電子配置です。
四つの等価なsp3軌道のうち一つにはスピンが逆向きになるよう二つの電子が
収容され、残り三つに一つずつ電子が入ります。

電子が二つはいった軌道は非共有電子対に相当し
一つだけ入った軌道は不対電子に相当します。
お礼コメント
tomtomtomtom

お礼率 31% (38/120)

どうもありがとうございました。

もやもやが取れました♪
投稿日時 - 2002-03-27 20:50:25
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  • 回答No.2

 1s軌道はK殻、2s軌道と2p軌道はL殻の電子軌道で、K殻には2個、L殻には8個まで電子が入ります。  エネルギーが低い電子軌道から電子が入りますよね?だからN原子の7個の電子はまずK殻の1s軌道に2個入り、残り5個がL殻に入ります。L殻には2s(電子2個まで)、2p軌道(電子6個まで)があり、エネルギーが低い2s軌道に2個入って、残り3個が2p軌道に同じスピン量子数で入ります。ですから基底状態のN原 ...続きを読む
 1s軌道はK殻、2s軌道と2p軌道はL殻の電子軌道で、K殻には2個、L殻には8個まで電子が入ります。
 エネルギーが低い電子軌道から電子が入りますよね?だからN原子の7個の電子はまずK殻の1s軌道に2個入り、残り5個がL殻に入ります。L殻には2s(電子2個まで)、2p軌道(電子6個まで)があり、エネルギーが低い2s軌道に2個入って、残り3個が2p軌道に同じスピン量子数で入ります。ですから基底状態のN原子は
1s(↑↓)
2s(↑↓)
2p(↑ ↑ ↑)

2p軌道にある3つの↑は不対電子で共有結合にあずかることが出来るので、N原子は計3つの電子を受け取ることが出来ます。例えばアンモニア分子を形成するときにはH原子3個が必要ですがそれぞれのH原子から1s軌道にあるただ1個の電子を受け取って、受け取った電子はN原子の2p軌道の3つの電子(↑)とは逆のスピン量子数(↓)で入ります。

こうしてN原子の2p軌道の電子とH原子の1s軌道の電子との間でsp3混成軌道をつくります。

アンモニア分子中でN原子からみると
1s(↑↓)
2s(↑↓)
2p(↑↓ ↑↓ ↑↓)
のようになり、H原子からみると
1s(↑↓)
のようになって共有結合しています。

  • 回答No.3
レベル11

ベストアンサー率 34% (88/257)

このサイトの規約に反するかもしれませんが、tomtomtomtomさんのために。 >silkroadさん 混成軌道とはN原子中のs軌道とp軌道との混成により生じる軌道です。 水素は関係ありません。silkroadさんの論では一級~三級アミン中の Nの軌道はどのように表現するのでしょう? またメタンの場合にはC-H結合に2種類あることになってしまいます。 tomtomtomtom ...続きを読む
このサイトの規約に反するかもしれませんが、tomtomtomtomさんのために。

>silkroadさん

混成軌道とはN原子中のs軌道とp軌道との混成により生じる軌道です。
水素は関係ありません。silkroadさんの論では一級~三級アミン中の
Nの軌道はどのように表現するのでしょう?

またメタンの場合にはC-H結合に2種類あることになってしまいます。

tomtomtomtomさんが混乱されないようにsilkroadさんご自身から訂正をお願いします。
  • 回答No.4

 inorganicchemistさん、どうもありがとうございます。窒素原子と他の原子との共有結合の説明にウエイトが移ってしまい、その中でsp混成軌道とごちゃまぜになって、あげくに間違った説明をしてしまいました。  おっしゃる通り、窒素原子がとるsp3混成軌道の電子配置は(↑↓、↑、↑、↑)となります。↑で表されている3つの不対電子が他からの電子を受け取って電子対を作ります。
 inorganicchemistさん、どうもありがとうございます。窒素原子と他の原子との共有結合の説明にウエイトが移ってしまい、その中でsp混成軌道とごちゃまぜになって、あげくに間違った説明をしてしまいました。
 おっしゃる通り、窒素原子がとるsp3混成軌道の電子配置は(↑↓、↑、↑、↑)となります。↑で表されている3つの不対電子が他からの電子を受け取って電子対を作ります。
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