- ベストアンサー
エタンとエチレンについて
- みんなの回答 (3)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
どこでも通用する模範解答を書きます。 (1) エチレン分子の炭素原子間には,回転障壁の高いπ結合が存在するから。 (2) エチレン分子の炭素原子は C3v 対称の sp2 混成軌道によってσ結合を形成しており,また (1) で述べた通り炭素原子間には回転障壁の高いπ結合が存在するため,その分子構造は平面構造となる。一方,エタン分子内の炭素原子は Td 対称の sp3 混成軌道によってσ結合を形成しているため平面構造にはならない。 (3) 立体配座がシン型の時にエネルギーは極大値を示し,アンチ型の時に極小値を示す。 > たまねぎの例がすっごいわかりやすかったです!! 分子模型などのモデルは,限られた実験結果のみを説明するために作られた物です。モデルはモデルでしかないため,モデルを用いて現実を説明することは避けたほうが無難です。これは一般論です。 現に,二重結合というのは同じ結合が二本あるのではなく,σ結合とπ結合という全く異なる結合が一つずつ存在しています。このうちσ結合は自由に回転できπ結合だけが回転しづらくなっています。どうでしょう? モデルとはかけ離れていませんか? > すみませんが(3)がちょっとむずかしくて理解できないです。 今回の質問内容とは無関係な回答ですので,理解できないのは当然です。そもそも,分子の回転遷移のエネルギーはマイクロ波領域であり,赤外線は振動遷移です。
その他の回答 (2)
- 134
- ベストアンサー率27% (162/600)
(1)回答済みなので、省略 (2)2重結合状態では、互いに約60°ずつ離れた状態が、もっとも互いに離れた状態になります。4つの電子がもっとも離れる状態になるのは、三角錐の頂点に水素が来た状態です。 (ちなみに2結合をなすπ結合は8の字のような軌道を取ります) (3)C-Cボンドは、1450カイザー(センチメートルの逆数)付近のエネルギーを、C-Hボンドは2900カイザー付近のエネルギーが回転・収縮に用いられます。 このような性質を用いて、赤外線吸収スペクトル法でどのような結合があるか確認試験を行う方法もあります。
- mojitto
- ベストアンサー率21% (945/4353)
分子模型というのをご存知ですか?なければイメージでも構わないのですが。実際に組み立ててみればすぐに答えが出ますよ。 (1):例えばたまねぎ二つを1本の串で挿した場合と2本挿した場合、自由回転できるのはどちらか。それが答えです。 (2):軌道が関わってくるんですが…他の方の回答を待ってください。 (3):同じ原子は互いが近づくことを嫌います。例えば水素原子を磁石のN極と仮定してみてください。C-C結合を回転させてみて、どのポジションがエタンの水素原子6つの距離が遠くなるのか。それが答えです。
お礼
ありがとうございます。直接答えでわなく問題形式で教えて頂いて楽しく考える事ができました。たまねぎの例がすっごいわかりやすかったです!!
関連するQ&A
- エタンの脱水素反応によるアセチレンの生成について
エタンの脱水素によるアセチレンの生成なんですがよくわかりません. わかる方がいらっしゃれば教えていただきたいです. 私の考えでは, C2H6 → C2H4 + H2 (触媒:Cr2O3) C2H4 → C2H2 + H2 のようにエチレンをいったん経由するのかとも思いましたが,触媒がわかりません. それに,エチレンからアセチレンへの脱水素は可能なのかも不明です. よろしくお願いします.
- 締切済み
- 化学
- 気体分子運動論 2原子分子 3原子分子 なぜ振動は
こんにちは、気体の分子運動論について確認させてください。また質問をさせてください。どうぞ宜しくお願いします。 気体の運動エネルギーを考える際、 単原子分子の場合、内部エネルギーの変化 ΔU = 3/2 nRΔT となりますが、この3の意味は単原子分子のとる自由度の数だと教わりました。 そしてその自由度とは、XYZ方向への並進運動とのことですね。 二原子分子の場合、これら3自由度の並進運動に加え、回転の自由度を加えるとのことでした。 回転は、二原子分子の線分をたとえば、z軸にそろえて載せた場合、X軸を回転軸とする回転、Y軸を回転軸とする回転の二つが加えられる。したがって、合計5の自由度があり、ΔU = 5/2 nRΔT となる。 Q1: もうひとつZ軸を軸とした回転(つまり鉛筆を両方の掌ではさんで回すような回転)については、他の二回転に比べて運動エネルギーが小さいため考えない、と理解しているのですが、いかがでしょうか。 Q2:並進、回転運動の他にも、自由度として振動が考えられますが、なぜこれは加えないのでしょうか。 また、三原子分子の場合は、二通りあり、直線分子の場合、非直線分子の場合に分けられると知りました。ただ、三原子分子の場合の内部自由エネルギー変化についての式が与えられておらず、考えてみました。 Q3: 直線分子の場合、二原子分子と同じ考えで、並進、回転運動の自由度の合計は5となりそうですが、どうでしょうか。ただ、ここでも振動をどう扱うのか分かりません。振動の自由同は、三原子直線型分子の場合、4つあるようですが、これらの振動は考慮しなくて良いのでしょうか。 Q4: 非直線分子の場合、回転の自由度は一つ増えて合計3になるそうですが、これは、先程、二原子分子の際に考慮に入れなかった回転、Z軸を回転軸とする回転、が無視できなくなった、ということでしょうか。すると、ΔU = 6/2 nRΔT となりそうですが、いかがでしょうか。 また、しつこいようですみませんが、振動はどうなのでしょうか。非直線分子の場合、振動の自由度は3あるそうですが、このことは内部エネルギー変化を考える場合に考慮に入れる必要はないのでしょうか? 以上となるのですが、私の理解があっているかどうかも含め、是非質問に回答頂ければ幸いです。どうか宜しくお願いします。 分かり難い記述があるようでしたら、訂正いたしますゆえ、どうか重ねて宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 内部エネルギーと運動の自由度
いつもお世話になっております。 今、熱力学の練習問題を解いていて、分子の自由度のところで詰まってしまいました。 1つは内部エネルギーの計算方法についてです。 単原子分子は全自由度が3なので内部エネルギーUが U=3RT/2 で与えられるというのはなんとなく理解できました。しかし2原子分子についての内部エネルギーが U=5RT/2 となる理由がよくわかりません。2原子分子は並進自由度3、回転自由度2、振動自由度1で、全自由度は6となるので内部エネルギーは U=3RT となるような気がします。振動自由度1を無視して計算するのでしょうか? もう1つは2原子分子や直線分子の回転自由度が2になる理由についてです。 直線分子の回転自由度が2となるのは、結合軸についての回転を考えないからですよね?それはなぜなのでしょうか。 ご教授よろしくお願いします<m(_ _)m>
- ベストアンサー
- 化学
- 結合エネルギーの比較
メタンのC(sp3)-Hの結合エネルギーは438kJmol^-1, エタンではC(sp3)-Hの結合エネルギーが420kJmol^-1となっています。 同じ結合のはずなのに値が違うのはどのように考えればいいのですか。 また、エテンのC(sp2)-Hの結合エネルギーは444kJmol^-1, エチンのC(sp)-Hの結合エネルギーは552kJmol^-1となっていて、 エタン、エテン、エチンを比べると、値がだんだん大きくなっています。これはどのように考えればいいのですか。
- 締切済み
- 化学
- 分子の慣性モーメント
H2O分子のC2軸のまわりの慣性モーメントを求めたいのです (H-O-Hの結合角は104.5°、結合長はO-Hは95.7pm) 同様にC H Cl3分子のC3軸のまわりの慣性モーメントもです(H-C-Clは142°、結合長はC-Clは177pm) COのような直線系の慣性モーメントならわかるのですが・・・どうも角度が入り頭が混乱して解けません、教えてくださいお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 平面状の分子のシュレディンガー方程式
平面状の分子がz軸の周りに自由に回転運動していて自由軸に関する慣性モーメントをI、回転角をqとしたとき、シュレディンガー方程式は -h/2I*d~2Ψ/dφ=EΨで与えられ、規格化された固有関数と固有値を求めろという問題があるのですが、どのようにとけばいいのでしょうか?シュレディンガー方程式を普通にといたらいいのでしょうか?どなたかお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
ありがとうございます。2重結合のもっとも離れた状態を初めて知りました♪すみませんが(3)がちょっとむずかしくて理解できないです。もう少し簡易な説明があったらお願いします。