T_NAKAの阿房ブログ

アクセスカウンタ

zoom RSS 原子を結び付ける力(2)

<<   作成日時 : 2018/10/26 00:01   >>

ブログ気持玉 0 / トラックバック 0 / コメント 0

さて、原子間の引力について少しずつあたっていきたいと思います。

§3.ファンデルワールス(Van der Waals)の力と分子結晶

 分子結晶(molecular crystal) : 不活性ガスの原子がつくる結晶。原子は電気的に中性なままで結合。
   → 結合がゆるく、十分低温の状態で固体から液体、あるいは気体に変わってしまう。

 こういう弱い力の原因;
   原子核の位置と電子雲の重心は瞬間的には一致しない(時間平均をとると一致するが)。
     → 双極子モーメントが発生
   こうした2つの原子が接近すると、一方の双極子モーメントによる電場が他方に影響を与え、
    互いに引力となるような方向に双極子をそろえる。

 このような性質の引力を、ファンデルワールス(Van der Waals)の引力という。


§4.イオン間の結合力とイオン結晶

 Na 原子 : 3s 準位にゆるく結ばれた e- → わずかなエネルギーで e- は離れる → Na+イオンになりやすい
 Cl 原子 : 3p 準位に5個の e- を持っている → e- を1個貰って3p 準位が閉殻 → Cl-イオンになりやすい

「電気的に陽性な原子と、陰性な原子が互いに近づくと、電子が陽性な原子から陰性な原子に移って、正負のイオンが作られ、この静電的なクーロン引力が働いて原子が結合される」
 → このような結合で作られる結晶を イオン結晶(ionic crystal) という。


§5.共有結合と共有結合結晶

 水素イオン H+ の例 : 陽子×2、電子×1 の系
  1個の水素原子(陽子A)に1個の陽子(陽子B)が近づいてくるとする
  水素原子にあった電子は陽子Bとの間とも引力が作用するので、系全体のエネルギーは減少
  陽子Aと陽子Bがあまり近づくと斥力が働くから、AとBとはある原子間距離で安定な結合をつくる

 → この状態で 「電子は、ある瞬間には陽子Aの方に属し、他の瞬間にBに属しており、電荷分布は時刻とともにAに偏ったりBに偏ったりして変化している。このような形の結合力は、隣り合う原子が互いに電子を取り合い、共有していることによって生ずるとも考えられる。したがって、このような結合を共有結合(covalent bond)と呼ぶ。」

 H2 を作る場合
画像


 (a) パウリの排他律のため、近づくと斥力が働き、二つの水素原子は結合しない
 (b) 2個の電子のスピンが異なるので同時に一方の原子殻の 1s 軌道に入りうる。
   → これらの電子がいずれか1つの陽子に属する瞬間もあり、あるいはそれぞれ別々の陽子に属する瞬間もある
   → 電子がお互いに入れ換わって結合が生じる
 「共有結合力は中性原子間に働く力であるが、その値はイオン結合のそれよりも大きいのが普通。またこの力には指向性があって、結合が起こる方向がある。」

 炭素原子の例
画像


 (a) 炭素原子は通常この配置。1s に 2 個、2s に 2 個、2p に 2 個。
 (b) 2s と 2p に電子が再配置して、s に 1個、p に 3個 の電子が配置され、
    それぞれ半分だけ軌道を満たしている。
   → これら4個の電子が他の炭素原子と一対になって結合する。
画像


今日はこの辺で。。

テーマ

注目テーマ 一覧


月別リンク

ブログ気持玉

クリックして気持ちを伝えよう!
ログインしてクリックすれば、自分のブログへのリンクが付きます。
→ログインへ

トラックバック(0件)

タイトル (本文) ブログ名/日時

トラックバック用URL help


自分のブログにトラックバック記事作成(会員用) help

タイトル
本 文

コメント(0件)

内 容 ニックネーム/日時

コメントする help

ニックネーム
本 文
原子を結び付ける力(2) T_NAKAの阿房ブログ/BIGLOBEウェブリブログ
文字サイズ:       閉じる