ラジカル（化学）

質問

講義でラジカルという言葉が出てきて、調べたんですがいまいちよくわかりません。どういうことか詳しく教えていただけませんか？？

回答No.8

rei00 · ベストアンサー

rei00 です。sayshownagon さんの御質問（？）に回答しておきます。

> H2（分子）→2H・とか書きますよね。
> この場合「H・」は水素ラジカルという意味かな？
> なんて思ってました。
>（「H・」は原子だなんていじめないでね。）

　虐めるつもりはありませんが，「H・」は水素原子です。と同時に，不対電子を持ってますから「ラジカル」でもあり，その場合は「水素ラジカル」となります。

　では，「水素原子」と「水素ラジカル」のどちらが普通かですが，これはどちらも普通に使います。その時の状況で適切な方を使うだけです。

> O2（分子）→2O・なんてもありますよね。

　あまりこう言った書き方はしない様な気もしますが，あえて書くなら，　O2 → 2・O・　ですね。

> 私しゃ、長いことずーと「O・」こと酸素ラジカル
> とか呼んでました。これは何と呼べば,,,？

　水素の場合と同じで「酸素原子」か「酸素ラジカル」でしょうね。実際は「酸素ビラジカル」ですが，「酸素ラジカル」で通じてたと思います。

　これで分かる様に，多くの（殆どの）元素は原子状態で「ラジカル」です。そのため不安定で，原子状態では存在できません。そこで，「不対電子」を「電子対」にして安定化するために，沢山集まって金属結合を作ったり，適当な相手に電子を与えて（又は，適当な相手から電子を奪って）イオンになったり，共有結合を作って分子になったりするわけです。

回答No.7

sayshownagon

rei00さんありがとうございます、勉強になります。
ずにのって、また、教えてください。

例えば、
H2（分子）→2H・とか書きますよね。
この場合「H・」は水素ラジカルという意味かな？なんて思ってました。
（「H・」は原子だなんていじめないでね。）
O2（分子）→2O・なんてもありますよね。
私しゃ、長いことずーと「O・」こと酸素ラジカルとか呼んでました。これは何と呼べば,,,？

確かに原子団じゃなくてもラジカルってました、私は。間違ってました。反省しますゆるしてね。

回答No.6

rei00

rei00 です。酸素分子がラジカルかどうかについて補足いたします。

　ラジカルの定義ですが，「化学辞典」（東京化学同人）には『不対電子を持つ分子種（または原子）を遊離基，フリーラジカルまたはラジカルという』とあります。

　では酸素分子の電子状態ですが，参考 URL（かがくののおと 8）に「酸素分子の電子配置」が出ていますので御覧下さい。これで分かる様に，酸素分子では２つの反結合性π軌道に電子が１個づつ入った状態です。これらの電子は対になっていない「不対電子」ですから，ラジカルです。ただし，不対電子が２個ありますから，２の意味の接頭辞「ビ」を付けて「ビ・ラジカル」と言います。

　ついでに，「項」の事も簡単に説明しておきます。電子１個はスピン量子数 +1/2 又は -1/2 を持っています。そして，対になる時にはスピン量子数 +1/2 と -1/2 の電子が対になります。参考 URL で↑と↓で示してあるのがそうです。

　さて，項数は，分子全体のスピン量子数の合計を I すると，項数＝2I+1 で求まります。つまり，全ての電子が（共有電子対であっても非共有電子対であっても）対になっている場合，スピン量子数の合計 I は０になります。結果，項数は１になります。これが一重項状態です。

　通常のラジカルの場合，不対電子は１個ですからスピン量子数の合計 I は 1/2 になり，項数=2I+1=2 になります。そのため，不対電子を１つ持つラジカルは二重項状態です。

　さて，酸素分子ですが，上記の様に不対電子が２個あります（ビラジカル）ので，スピン量子数の合計 I は１です。項数は 2I+1=3 になりますので，酸素分子は三重項状態です。

　いかがでしょうか。酸素分子の電子状態については，「物理化学」，「無機化学」，「量子化学」辺りの教科書に出ているかと思います。

参考URL：

http://www4.ocn.ne.jp/~quimica/c_note08.html

回答No.5

sayshownagon

１）同一分子を「基」というか疑問です。通常、ニトロ
　　基とかアミノ基っていうし。ラジカル＝遊離基な
　　ら、酸素分子は違ううじゃないかしら？
２）分子軌道法って詳しくないけど、「ラジカル」っ
　　て、三重項でしたっけ？酸素分子は三重項ですよ
　　ね。通常、基底状態の分子は一重項、ラジカルは
　　二重項じゃなかた？

回答No.4

rei00

rei00 です。

　#2 さんが丁寧な説明をされていますので，言う事はないのですが，こんなページがありました。

　　◎ 「・」(ラジカル)

　ところで，酸素分子がラジカルかどうかで意見が割れているようですが，『酸素分子は不対電子を２つ持ち，三重項状態のビラジカル』です。

> 不対電子と非共有電子対は違います。酸素分子が持っているのは「非共有電子対」です。

　酸素分子は，各酸素に「非共有電子対」２組と「不対電子」１個を持ち，「共有電子対」１組で結合した構造をしています（↓，「・」は不対電子。「 ＿ 」や「 ￣ 」は非共有電子対。「 ー 」は共有電子対）。
　　　　＿　＿
　　　・ＯーＯ・
　　　　￣　￣
> 酸素が反応性に富むのはラジカルだからではなく、「三重項」だからです。

　不対電子が無いと一重項，１個あると二重項，２個あると三重項です。ですので，「三重項」の酸素分子はラジカル（分子内にラジカルが２個あるので，ビラジカル）です。ラジカルですので，通常の状態でも反応性に富み，金属を錆びさせる事になります。

　この様に，「三重項」状態の酸素が示す反応は，ラジカルとしての反応です。光照射等一重項に励起されると，二重結合に基づく反応性を示します。

> アニオンは電子が一つ多くあり、電荷がマイナスに偏った遊離基、カチオンは電子が一つ少なく、電荷がプラスに偏った遊離基、

　通常のアニオン（OH-, Cl-, NO3- 等）は「非共有電子対」は持ってますが「不対電子」は持ってませんので，「遊離基（ラジカル）」ではありません。同様に，通常のカチオン（H+, Na+, NH4+ 等）も「非共有電子対」は持ってますが「不対電子」は持ってませんので，「遊離基（ラジカル）」ではありません。

参考URL：

http://www.chem-station.com/yukitopics/radical.htm

回答No.3

firexiv

ラジカルとは日本語で遊離基と訳されるもので、不対電子を持った原子団（基）です。
また、極めて反応性に富み、通常状態存在することはできません。生成したとしても「拡散律測」に近い速度で消滅します。通常、自然界では存在することはありません。

＞空気中の酸素も、実はラジカル状態なんですね。
不対電子と非共有電子対は違います。酸素分子が持っているのは「非共有電子対」です。ラジカルが持っているのは「不対電子」です。ちなみに「ラジカルは二重項」「酸素は三重項」です。酸素が反応性に富むのはラジカルだからではなく、「三重項」だからです。

アニオンは電子が一つ多くあり、電荷がマイナスに偏った遊離基、カチオンは電子が一つ少なく、電荷がプラスに偏った遊離基、中性（電荷の偏りがない）ものをラジカルと称します。ラジカルが良く生成するのは光化学反応です、もちろん他にもありますがね。

回答No.2

fushigichan

passelさん、こんにちは。
化学を専攻されているのでしょうか。
専門じゃないので、簡単にしか分からないのですが、

ラジカルとは。
原子をとりまく電子のうち、普通は２つずつペアですよね？（共有電子対）
それが、何らかの条件で、同じ軌道上に１つしかない電子のこと（不対電子）をいいます。

中性子を１つ追加・除去した、ラジカルアニオンとかラジカルカオチンとかもあるそうです。

空気中の酸素も、実はラジカル状態なんですね。

・O－O・
みたいな状態なので、２つの不対電子を共有する
２つのラジカル（ビラジカル）だとみなすことができます。

さて、ラジカルの特徴は

１．明らかに不安定な状態であるので、反応性に富みます。
　短寿命の中間体として存在します。かなりの速さで他の非ラジカルと結合して
　別の化合物を生成します。
２．独自の反応性があります。
３．イオン反応に比べて、立体障害や溶媒効果を受けにくい。
４．極性変換ができる。

などです。
ご参考になればうれしいです。

お礼

本当にありがとうございます！！！！
かなりの参考にnarimadsita！！感謝です。今後ともよろしくお願いいたします。

回答No.1

rei00

「講義」とおっしゃるところを見ると，大学生の方ですね。でしたら，図書館へ行って「有機化学」の教科書を御覧になって下さい。必ず出ています。

　ここで『詳しく』は難しいですから。

お礼

あっ・・・はい。