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分子の赤外光吸収について
赤外吸収あり 赤外吸収なし 双方に原子の図がかかれているのですが その中で 灰色の丸が書かれています。 これは何を表してるのか？ 左側の図では結合の線にも灰色の丸があるのでよくわかりません。 また右側の図では矢印がありますがこれは分極ベクトルですか？ 青い丸はCl 赤色の丸はＨ 紫の丸はN
- narubisa09
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>灰色の丸が書かれています。 >これは何を表してるのか？ 最も外側の電子殻に存在している電子を表しています。 >左側の図では結合の線にも灰色の丸があるのでよくわかりません。 左側の図の結合の線には灰色の丸はありません。 結合の線にも灰色の丸があるのは左側の図ではなく右側の図です。 窒素分子中の窒素原子同士の結合は共有結合ですから、右側の図における「結合の線」は共有結合を表す線という事になります。 その共有結合を表す線上にある電子なのですから、共有結合に関わっている電子という事です。 共有結合とは結合相手の原子との間で、一部の電子を互いに共有(その電子が両方の原子の周囲に存在している様にする)する事で形成される結合の事なのですから、右側の図における「結合の線上にある灰色の丸」、即ち「2つの窒素原子の共有結合を表す線上にある電子」は「2つの窒素原子のどちらの周囲にも存在する事が可能となっている電子」を表しているものです。 >また右側の図では矢印がありますがこれは分極ベクトルですか？ 右側の図には矢印がありません。 矢印があるのは右側の図ではなく左側の図です。 分極ベクトルならば負電荷側から正電荷側に向かう矢印となる筈ですが、左側の図では「正電荷を帯びている水素イオン」から「負電荷を帯びている塩化物イオン」に向かう矢印となっていて、分極ベクトルとは矢印の向きが逆ですので、分極ベクトルを表しているものではないと思います。 何の矢印であるるのかははっきりとは判りませんが、多分、水素原子から塩素原子へと電子が移動した事を表す矢印なのではないかと思います。 赤外線は電磁波の一種であり、電磁波とは電場と磁場の振動が波となって空間を伝播して行くものの事ですので、電磁波が存在している場所では電磁波の進行方向に対して垂直の方向に向かって電位が高くなったり低くなったりが繰り返されています。 その様な場所に塩化水素の様な分子内での電気的な分布の偏り(塩素側がマイナスで水素側がプラスになっている)がある分子が存在しますと、電磁波の電場のプラスの山がやって来ると、マイナスに帯電している塩化物イオンの部分が電磁波の電場のプラスの山の方へと引っ張られ、塩化水素分子は塩化物イオンの方を電磁波のプラスの山がある方向に向けて電磁波の進行方向に対して垂直な方向に並ぼうとします。 続いて電磁波の電場のマイナスの谷がやって来ると、今度はプラスに帯電している水素イオンの部分が電磁波の電場のマイナスの谷の方へと引っ張られ、先ほどとは逆に塩化水素分子は水素イオンの方を電磁波のマイナスの谷がある方向に向けて電磁波の進行方向に対して垂直な方向に並ぼうとします。 このため塩化水素の様な電気的な偏りがある分子が吸収しやすい波長の電磁波が存在する場所では、電磁波の電場の振動エネルギーが、分子の向きの変化するためのエネルギーとして消費されるため、電磁波が持つエネルギーが分子に吸収される事になり、電磁波は減衰します。(可視光線の様な振動数が高い電磁波の場合は、塩化水素分子の向きが変わるよりも早く電場が変化するため、塩化水素分子では電場の振動を上手く吸収出来ないので、可視光線は塩化水素にはあまり吸収されません) それに対して、窒素分子の様な電気的な偏りがない分子の場合は、電場の変化によって特定の方向に引っ張られる様な事はないため、電磁波を吸収し難いのです。
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