酸素が猛毒ってどういうことですか？

質問

酸素が猛毒ってどういうことですか？

「酸素は酸素分子Ｏ2、英語でも厳密には二酸素(dioxygen)と呼びます。
本当は量子論が無いと説明が困難なのですが、酸素分子は三重項状態というへんてこな状態が一番安定なキチガイで、他の分子が一重項状態が一番安定な中できわめて異常なのです。
だから既に述べた様に酸素分子自身が既に猛毒なのです。」

酸素の正式名称はO2なので二酸素。
二酸素の分子構造は三重項なので酸素分子自身が猛毒。

三重項状態だと猛毒？？？

どういうことですか？

回答No.3

teppou · ベストアンサー

質問者さんの、化学や物理の素養がわかりませんので、ごくごく初歩の一般的な説明をしてみます。
　酸素分子の「一重項」「三重項」というのは、酸素原子中の電子の状態の違いのことです。
　全ての原子は、中心に原子核があり、原子核の周りに電子があります。
　原子核の周りの電子の存在状態には規則があり、また電子の状態（スピン量子と言います）も二種類あります。
　その組み合わせのパターンの違いと言えると思います。
　酸素の毒性や、三重項酸素が他の分子に比べて特別なのかどうかについては知識がありません。
　これ以上は、参考になりそうなサイトを貼付しておきますのでご覧ください。
　下記のサイトがよく分からないということでしたら、初等化学、量子化学、量子力学などの勉強をしていただくしかないと思います
　なお、このような御質問の場合、出典を明記した方がよいと思います。
　http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1177435326
　http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1426494679
　http://okwave.jp/qa/q3997132.html
　https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%80%E9%87%8D%E9%A0%85%E9%85%B8%E7%B4%A0
　http://plaza.harmonix.ne.jp/~lifeplus/text/itijyuO.html
　http://www.pharm.or.jp/dictionary/wiki.cgi?%E4%B8%89%E9%87%8D%E9%A0%85%E9%85%B8%E7%B4%A0

お礼

みなさん回答ありがとうございます

回答No.4

kagakusuki

酸素は酸化力が強い物質であり、酸化力が強いという事は有機物を酸化して分解しやすいという事であり、有機物を分解しやすいという事は生物の細胞内で働いている酵素等を壊してしまいやすいという事なのですから、本来であれば酸素は猛毒なのです。
　但し、人間を始めとする酸素を呼吸する生物は、進化の過程で酸素の毒性を抑える仕組みを身に付けているため、その様な生物にとって酸素は毒ではなくなっています。

　酸素原子では、原子核の周りを8個の電子が回っていますが、その8個の電子は同一の円軌道の上を回っている訳ではなく、大きく分けて原子核に最も近いK殻の軌道に2個、その外側にあるL殻の軌道に6個の電子が回っています。

【参考URL】
　電子配置 - Wikipedia
　　https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%AD%90%E9%85%8D%E7%BD%AE

　K殻には1s軌道という軌道が1つしか存在していないのに対し、L殻の軌道は2s軌道と2p軌道の2種類の軌道があり、2s軌道は1つしかなく、2s軌道に存在している電子は原子核の周りを球殻状の形に囲んでいる領域に存在している確率が高くなっています。

【参考URL】
　s軌道 - Wikipedia
　　https://ja.wikipedia.org/wiki/S%E8%BB%8C%E9%81%93

　又、2p軌道は3次元空間における前後方向、左右方向、上下方向を表す3つの軸であるx軸、y軸、z軸のそれぞれの軸に平行な方向に並んでいる3対の亜鈴状の形状を成している領域に電子が存在している確率が高くなっている3つの軌道(2px軌道、2py軌道、2pz軌道)です。

【参考URL】
　p軌道 - Wikipedia
　　https://ja.wikipedia.org/wiki/P%E8%BB%8C%E9%81%93

　各軌道には電子が2個ずつしか回る事が出来ず、1s、2s、2px、2py、2pzの5つの軌道には10個の電子が回る事が出来ますが、"酸素原子の場合は"L殻に存在している電子は6個だけですから、2px、2py、2pzの3つの軌道の内、どれか1つは電子が1つも回っていない状態となるか、もしくは電子が2個回っている軌道が1つに1個しか回っていない軌道が2つという状態になっており、電子を配置出来る所が2つ余っています。
　この電子2個分の余りを補う事が出来れば原子は安定な状態となるため、酸素原子は他の原子と結びついて、相手の原子と電子のやり取りをする事で安定な状態になろうとします。
　この「相手の原子から電子を受け取る」という事は、「相手の原子から電子を奪う」という事であり、この「相手の原子から電子を奪う」性質が強いという事が「酸化力が強い」という事なのです。
　2個の酸素原子同士が結合した分子である酸素分子の例において、2個の酸素原子核の間を結んだ直線と平行な軸をここでは仮にx軸として考えて話を進める事に致します。
　その場合、L殻の2s軌道や2px軸はx軸に対して線対称に分布した領域を持つ軌道という事になりますが、この様な原子核の間を結んだ直線に対して対称な軌道同士で電子をやり取りする事によって形成される原子同士の結合に使われる軌道の事をσ軌道と言います。

【参考URL】
　σ軌道 - Wikipedia
　　https://ja.wikipedia.org/wiki/%CE%A3%E8%BB%8C%E9%81%93

　σ結合 - Wikipedia
　　https://ja.wikipedia.org/wiki/%CE%A3%E7%B5%90%E5%90%88

　s軌道同士で形成されるσ軌道の事をσs軌道、px軌道同士で形成されるσ軌道の事をσx軌道と言います。
　一方、2py軌道や2pz軌道の様に、原子核の間を結んだ直線に対して線対称ではない領域を持つ軌道同士で電子をやり取りする事によって形成される原子同士の結合に使われる軌道の事をπ軌道と言います。

【参考URL】
　π結合 - Wikipedia
　　https://ja.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%E7%B5%90%E5%90%88

　py軌道同士で形成されるπ軌道の事をπy軌道、pz軌道同士で形成されるπ軌道の事をπz軌道と言います。

　ところで電子の様な粒子は、その粒子が単体で存在している状態においても角運動量を必ず持っていて、この粒子自体が持っている角運動量の事を「スピン」と言います。

【参考URL】
　スピン角運動量 - Wikipedia
　　https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%94%E3%83%B3%E8%A7%92%E9%81%8B%E5%8B%95%E9%87%8F

　電子の場合、持つ事が出来るスピンの値は+1/2と-1/2の2つだけです。(つまり電子にはスピンの値が+1/2のものと、-1/2のもののどちらかしか存在しない)
　量子力学にはパウリの排他原理と言って、電子の+1/2、-1/2の様な整数値ではないスピンを持つ粒子は複数の粒子が同じ状態になる事が出来ないという法則があり、1つの軌道に2つの電子しか存在出来ないというのも、+1/2と-1/2という2つの異なるスピン状態を持つ電子がそれぞれ1つずつ入る事が出来るだけだからです。(同一の場所に複数の物体が同時に存在する事が出来ないのと同じ様な事です)

　酸素分子の結合の場合、2つのσs軌道は全て電子で埋まっていますから、スピンが+1/2の電子と-1/2の電子の組み合わせが2組となり、そのスピンの値の合計値は0になります。
　また、エネルギー的な安定性の都合により、2つあるσx軌道の内、片方は2個の電子で埋まり、もう片方は電子が何も入っていない状態となります。
　電子が何も入っていない状態や電子が1個しか入っていない状態の様に、電子の入る余裕が残っている軌道の事を*軌道と言い、電子が何も入っていない状態の方のσx軌道の事をσ*x軌道と言います。
　一方、4つあるπ軌道(πy軌道が2つにπz軌道が2つで計4つ)では、2個の電子で埋まっているのが2つ、電子が1個しか入っていないπ*軌道が2つという形になります。
　この2つのπ*軌道内にそれぞれ1個ずつある電子の内、片方のスピンが+1/2、もう一方が-1/2となっている場合には、酸素分子内の電子のスピンの値の合計値は0となります。
　この様な結合に関わる電子のスピンの値の合計値が0となっている状態の事を「一重項」と呼び、「一重項」の状態となっている酸素分子の事を「一重項酸素」と言います。
　これに対して、2つのπ*軌道内にそれぞれ1個ずつある電子のスピンが両方とも+1/2となっている場合や、両方とも-1/2となっている場合には、電子のスピンの値の合計値が0にはなりません。
　この様な結合に関わる電子のスピンの値の合計値が0とならない状態の事を「三重項」と呼び、「三重項」の状態となっている酸素分子の事を「三重項酸素」と言います。

【参考URL】
　一重項状態 - Wikipedia
　　https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%80%E9%87%8D%E9%A0%85%E7%8A%B6%E6%85%8B

　三重項状態 - Wikipedia
　　https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E9%87%8D%E9%A0%85%E7%8A%B6%E6%85%8B

　一重項酸素 - Wikipedia
　　https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%80%E9%87%8D%E9%A0%85%E9%85%B8%E7%B4%A0

　「一重項酸素」は「三重項酸素」よりも強力な酸化力を持っていて、生体分子を酸化して破壊する性質があります。
　従って、猛毒なのは「一重項酸素」の方であり、

>三重項なので酸素分子自身が猛毒
>三重項状態だと猛毒

という話は誤りです。

回答No.2

Harry721

それはオゾンのことを言っているのではないでしょうか。
通常酸素といっているものはO2を指しますが、酸素原子Oが３つあつまったオゾンも酸素の同素体ですから酸素といってもいいのです。
だから同じ原子でできていても、結合が変わるだけで猛毒になるといいたかったのではないでしょうか。
二酸化炭素と一酸化炭素の関係も同じですね。

回答No.1

tarutosan

それまともな所からの引用ですか？
ネットにはなかったですし、放送禁止用語を書く書籍、しかも専門分野の書き方ではないと思います。
個人が勝手に言ってることならいい加減な内容ではないでしょうか。