結合次数と結合エネルギーについての質問です。

質問

至急お願いします!!

化学の問題です。
窒素分子N2、N2^+、N2^-において結合エネルギーの大小を比較せよ。

という問題ですがこの場合は結合次数で比較して
N2 3.0
N2^+ 2.5
N2^- 2.5
となり、
N2^+＝N2^-＜ N2
という結果になりますよね。

でも実際は
N2^-＜N2^+＜ N2
となるということを調べて知りました。

結合次数によって細かく判断できないのはわかりますが、
何が原因でN2^+とN2^-に差が生じるのでしょうか？

どなたか具体的に解説をお願いします。

回答No.1

noname#160321

>何が原因でN2^+とN2^-に差が生じるのでしょうか？

精密な議論とは全く異なりますが、精密な議論は「こうだからしょうがない」にしかならないので、考え方を示します。

窒素分子の二つの非共有電子対(lone pair)は１つの原子に１つずつあります。ここがHOMOです。

N2^+はここから電子が奪われる事になります。見てくれはN2とかわりません。

ところが、N2^-のHOMOはπ*かσ*か混成軌道かいずれにせよN2と電子分布はまるで異なります。

簡単に考えて負電荷が離れた位置に居ようとするために分子は大きくなるでしょう→結合が弱まる。

また、N-N間のπ*に一電子が入ればもろに反結合性が大きくなるでしょう。

お礼

なるほど、こうだからしょうがないんですね。

考え方も示していただいてありがとうございます。

参考にさせていただきます。