石炭の非共有結合

質問

石炭の非共有結合として
1.　ベンゼン環のパイ電子-パイ電子相互作用
2.　電子供与基と電子受容基の電荷移動による力
3.　ファンデルワールス力
　　が知られているようです。

このうち、1,2について、具体的に教えてください。
1.では、ベンゼン環のパイ電子とベンゼン環のパイ電　子の間では反発が起こるように感じられますが...。
2.では、プラスイオンとマイナスイオンのような引力
　のイメージでしょうか。具体的な官能基は何になる　のでしょうか。

回答No.2

noname#21649

「相互作用」を「化学反応をする機構における電子の動き」として.答えます。
まず.電子の動きは.「不確定性原理に基づいて.一定していない.ある瞬間にはある確率に従って.解離した状態も取りうる」事はご存知でしょう。
次に.物質の一般的特徴として.「似たような構造の物はファンデルワールス力の関係で結合しやすい」という.「しょうせき」（溶解-再結晶と言ったほうがわかりやすいですか）の原則があることを思い出してください。
最後に.ベンゼンの融点は0度程度で.比較的ファンデルワールス力が強い.ということを思い出していただきます。
すると.「反発」は.比較的起こりずらい.と感じがつかめてくるはずですが.いかがでしょうか。

パイ電子が関係した「ベンゼン環」の結合.として比較的知られているのは.「石墨（グラファイト）」です。これは.平面状にベンゼンリングが広がり.ベンゼンリングがZ方向に重なった結晶構造をしていています。
パイ電子雲の相互作用がSP2混成軌道による結合に比べて弱いために.はがれやすいという特徴を持っています。

2.の内容を説明する前に.石炭分子の構造について.説明しないと.わかってもらえない可能性がありますので.石炭の構造を
大体.ベンゼン環が200-1000個（数の違いは石炭化の程度の違い）ほぼ平面状に結合した形態で.0.1WT％程度のN,S、O等を含む複素環式芳香属化合物であり.弱い酸性や弱い還元性を持つことから.末端COOHやCHOをもつ.フミン酸・フミンアルデヒドであること.場合によっては.NO2やNH?の末端も持っていること。
また.熱分解物の測定から.線上のSP2.SP3結合も存在する部分がある事がしられています。
従って.石炭を「ベンゼン環の重合体」と近似は出来ません。本来のベンゼン環の重合体であるならば.グラファイト（X線かいせきを使用した結晶構造の研究から言われている内容です）と同じ特性を持つ必要がありますから。
というわけで.部分的にヘテロ環があり.ここで.電子供与・電子受容が発生しますし.末端にカルボン酸等が存在する.又は中間にN,O,S,RCH3、CH2等が存在することからも.同様なことが起こります。

回答No.1

noname#21649

＞具体的に教えてください。
何を？

有機反応機構は.ご存知ですか？

お礼

遅くなってしましましたが、回答有難うございました。回答内容、良く考えてみます。

補足

＞具体的に教えてください。
何を？　相互作用の発生原因とそのメカニズム。

有機反応機構は.ご存知ですか？　はい。