• 締切済み

分極性のアニオン

今、溶媒化学について勉強しているのですが、 Pearsonが溶媒をプロトン性溶媒と双極性の非プロトン性溶媒に分類したとの記述があり、その後双極性の非プロトン性溶媒が分極性のアニオンと強く溶媒和するとの記述がありました。 そこで質問なのですが、 双極性の非プロトン性溶媒とはどのような溶媒ですか? 分極性のアニオンとはどういうことですか(アニオンが分極するというのがあまりイメージできないのですが・・・) よろしければ教えてください。お願いします。

  • buchu
  • お礼率25% (3/12)
  • 化学
  • 回答数2
  • ありがとう数2

みんなの回答

noname#62864
noname#62864
回答No.2

補足します。 >つまり双極性の非プロトン性溶媒とは双極子モーメントを有しており、プロトンの授受を行わない溶媒のことでしょうか? そういうことです。ただし、プロトン性溶媒というのは、水、アルコール、カルボン酸などの-OH基を持つ溶媒に限定して使われることが多いです。必ずしも、酸性度だけで決まるわけではないようです。 分極性のアニオンというのは依然としてなぞです。ただ、双極性の非プロトン性溶媒はカチオンを強く溶媒和し、アニオンの溶媒和はあまり起こらないというのが特徴です。それに対して、プロトン性溶媒は水素結合によってアニオンを強く溶媒和します。 つまり、負電荷が狭い範囲に集中している場合には、両者の違いが顕著になるのに対して、広範囲に分散している場合にはその違いがわずかになってしまうということが起こるかもしれません。つまり、「分極性」というのは、電荷が狭い範囲に集中していることを意味するのかもしれません。これまた自信がありませんが・・・ あれれっ?「双極性の非プロトン性溶媒が分極性のアニオンと強く溶媒和する」という記述は間違っていませんか?これらの溶媒は、カチオンを溶媒和するけれども、アニオンを溶媒和しないので、アニオンが高い反応性(求核性)を示すということで説明されるはずです。 つまり、これらの溶媒の酸素原子が負電荷を帯びているため、カチオンに配位して溶媒和するのに対して、正電荷を帯びている部分は特にないので、アニオンを溶媒和しないということです。 有機化学屋と溶媒化学屋では表現方法が違うんでしょうかね?

buchu
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。 お礼が遅くなってしまい申し訳ありません。 英語の文章だったのですが、よく見ると溶媒和ではなく、相互作用でした。すいませんでした。 w-palaceさん、何度もお答え頂きありがとうございました。

noname#62864
noname#62864
回答No.1

>双極性の非プロトン性溶媒とはどのような溶媒ですか? N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、リン酸ヘキサメチルトリアミド(HMPA)などがよく出てくる例でしょうか。 >分極性のアニオンとはどういうことですか 電離してフリーのアニオンになる物質と言うことでしょう。つまり、カチオンを伴ってイオン対のままで存在するのではないという意味だと思います。ただし、これに関しては自信がありません。

buchu
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。 つまり双極性の非プロトン性溶媒とは双極子モーメントを有しており、プロトンの授受を行わない溶媒のことでしょうか? また分極性のアニオンですが、電離してフリーになったアニオンならば、わざわざ分極性のアニオンと記述する意味が分からないのですが・・・。

関連するQ&A

  • 非プロトン性溶媒とプロトン性溶媒

    非プロトン性溶媒(DMF,HMPAなど)はいずれもイオン性化合物を溶かし、カチオンによく溶媒和する。ちょうど、プロトン性溶媒がカチオンに溶媒和するのと同じように、カチオンのまわりに負の末端がきて、カチオンの空の軌道にその非共有電子対を供与する。 しかし、非プロトン性溶媒は水素結合ができないことと、溶媒の正の中心原子も立体効果によってアニオンへの接近を妨げられているために、非プロトン性溶媒はアニオンに全く溶媒和できない。 とソロモンの新有機化学に書いてあるのですが、 なぜ、「非プロトン性溶媒は、カチオンによく溶媒和する。」のでしょうか。 また、「がカチオンに溶媒和するのと同じように、カチオンのまわりに負の末端がきて、カチオンの空の軌道にその非共有電子対を供与する」とはどういう意味でしょうか。 また、なぜ水素結合ができないことは、非プロトン性溶媒がアニオンに全く溶媒和できないことにつんがるのでしょうか。 お願いします。

  • アセトンって極性非プロトン性溶媒?

    こん○○は。 ポリマーの溶解性を調べてて、ふと気になりました。 (1)プロトン性溶媒:解離性のHを持つ溶媒。ブレンステッドの酸的発想?(H2O、アルコール等) 非プロトン性溶媒:Hが解離しない溶媒 (2)非プロトン性溶媒のうち極性を持たない溶媒:炭化水素系等 非プロトン性溶媒のうち極性を持つ溶媒:エーテル系、DMF、DMSO等 極性非プロトン性溶媒ってO、NにHを持たない溶媒で双極子モーメントを持つものですよね? そうするとDMF、DMSO、スルホラン等の他THF、ブチロラクトンはそうですよね。 ●ここからが質問なんですがアセトン、MEK、MIBK、シクロヘキサノン等のケトン類も極性非プロトン性溶媒だと思うんですがどうでしょう? 手持ちの資料では(2)で例示したものしか出てこないので非常に自信がないのですが。 このあたりあまり勉強した記憶がなく非常にアヤフヤなので考え方も間違ってたら教えてください。

  • 「ベンジルアニオンの共鳴安定化」

    化学のお詳しい方に質問です。 (1)ベンジルアニオンのC(-)の電子はベンゼン環との共鳴を介して非局在化しているのか。 (ネット上にはしっかりとした共鳴構造式が書かれているものが多いのですが、問題集に「ベンジルアニオンが隣接するベンゼン環のp軌道と結合性相互作用をもたないため共鳴寄与効果は小さい」とあり、混乱しております。) (2)フェノールのO原子、ベンジルアニオンのC原子の混成軌道はsp2、sp3のどちらなのか。 (プロトン解離後に変化するのかも含めて) (3)上の疑問を踏まえたうえで、フェノール(C6H5-OH,pKa10)とトルエン(C6H5-CH3,pKa41)の酸性度の差はどのような理由からくるものなのか。 以上の点についてご教授ください。よろしくお願いします。

  • ブレンステッドの溶媒の分類

    基本的な質問かもしれませんが、よろしくお願いします。 ブレンステッドが溶媒を分類するにあたって、酸性、塩基性に加えて、比誘電率の高低を考慮して分類していますが、なぜ比誘電率を考慮しているのでしょうか。 比誘電率が高いと溶媒分子内で分極し、それが溶媒和に影響しているというようなことを考慮しているのでしょうか。 もしよろしければ教えていただけないでしょうか。 よろしくお願いします。

  • 誘起双極子モーメント

     原子に光の電場をかけて分極させると双極子が誘起されてモーメントを持つと勉強したんですが、モーメントをもつということは双極子がどうなるという事なのでしょうか?モーメントをもつというイメージが湧かないです。 こんな事をお聞きして本当申し訳ないのですが、どなた様かお願いします。

  • カソード分極曲線の評価について

    カソード分極曲線より,溶存酸素の拡散限界電流密度を求めたいのですが,どのようにして求めるのか理解できません。論文等を読んでみたのですが,いくつかには曲線の変曲点にあたる電流密度であると記載されていました。これが正しいとすれば,どのような手順で変曲点を求めるのでしょうか? また,論文中にmV/decadeという単位があったのですがこれはどういう次元なのでしょうか? 最近電気化学の勉強を始めたところなので,的外れな質問をしているかもしれません。 教えていただけたら幸いです。宜しくお願いいたします。

  • 静電誘導と誘電分極について

    よろしくお願いします。 高校物理です。 今、電場のところを勉強しているのですが、静電誘導と誘電分極について質問です。 教科書には、静電誘導は帯電体を近づけたとき、帯電体に近い側には、帯電体と異種の電気が現れる、と書いてあるのですが、 誘電分極についても、不導体について、静電誘導と同じような現象が起きているという考え方でよいのでしょうか? 静電誘導はなんとなくわかるのですが、誘電分極についてよくわかりません。誘電分極の場合は、 「不導体では、電子は構成粒子から離れられないが、帯電体の静電気力によって構成粒子の中の電子配置がずれる。これを分極という。」 とあるのですが、不導体の中の電子は動けないのに、電子配置がずれる、という意味がよくわかりません。 電子配置がずれるとは、電子が動くことではないのですか? 結局静電誘導と同じように、帯電体の反対の電気が表面に現れるのですよね?つまり、電子が動いたのではないのでしょうか? 誘電分極について、いまいちよく理解できません。 基本的なところですが、教えていただけるとうれしいです。 よろしくお願いします。

  • 電位をかけることに対する解釈とアノード分極

    現在電気化学を勉強している学生です。稚拙な質問ですがご回答よろしくお願いいたします。 1. ポテンショスタッドを用いて電位をかけるという行為がうまく理解、イメージできません。 そもそも電位は相対的な値で、標準状態ならSHEを0Vとして、それと他の電極を電池的につないだ時に発生する電位差ですよね? ということは、例えば亜鉛電極に-3.03Vの電位をかけるということは、イメージとしては亜鉛電極に導線でLi電極をつないでそれらを電池のように電解質溶液に突っ込むことと同じというイメージでいいのでしょうか? 2. また、ポテンショスタッドを使用してアノード分極曲線を取り電流がながれるという現象は、作用電極がカソードからアノードに変わったという解釈でいいでしょうか? もしそうだとすれば疑問が一つ残ります。 例えば、ポテンショスタッドを使用して、参照電極SHEで、塩化ナトリウム水溶液に浸した亜鉛電極のアノード分極曲線を測定すると、電位を少しずつ上げていけばだいたい-0.7V付近で電流が流れ始めます。これは電極の亜鉛が亜鉛イオンになることで通電するからと考えられます。しかし、-0.7Vよりも低い電位の時は電極はカソードなので、水溶液中の水素イオンが水素に還元される反応がおこり、電流が流れるのではないでしょうか?また、溶液中に亜鉛イオンが存在してる場合も同様に電流が流れるのではないでしょうか?また、もしそれらの反応が起こらないのであれば、理由を教えていただけると幸いです。 それではよろしくお願いいたします。

  • 第二周期の求核性について

    こんにちは、私は現在、大学4回生で、所属している研究室では生物系の研究をしており、大学院では、有機化学系の研究を行う予定のものです。どなたか以下の質問の内容について、ご教授願います。 ハロゲンの求核性は非プロトン性溶媒中で、ヨウ素よりもフッ素の方がより最外殻の軌道が小さく、電子密度が高いため、求核性の強さはF->Cl->Br->I-となると思います。一方、プロトン性溶媒中で、電子密度が高いと、プロトン性溶媒の水素原子と相互作用し、水素結合を形成することで、求電子剤と相互作用しにくくなり、求核性が低下する。よって求核性の強さはF-<Cl-<Br-<I-となると思います。これをハロゲンではなく、第二周期の炭素、窒素、酸素、フッ素に置換すると、非プロトン性溶媒中で、フッ素と比較して、窒素は電子密度が高い。よって求核性の強さはCH3->NH2->OH->F-となると思います。一方、プロトン性溶媒中では、電子密度が高いと、プロトン性溶媒の水素原子と相互作用し、水素結合を形成することで、求電子剤と相互作用しにくくなり、求核性が低下し、求核性の強さはCH3-<NH2-<OH-<F-のようになるのでしょうか。 電気陰性度は窒素よりもフッ素の方が高いため、溶媒和をより多く行い、プロトン性溶媒中では、NH2->F-となるのかと疑問があり、よくわからないため、質問させて頂きました。

  • ルミノールの化学発光

    ルミノールの化学発光についての質問です。 ルミノールの反応は水溶液中で行われますが、 有機溶媒中では難しいのでしょうか? 反応機構中にプロトンの引き抜きがあるためでは ないかと考えていますが、理由がわかる方いましたら ご教授おねがいします。