【化学】電子軌道について

2018.06.29 16:40

普段受け持つ生徒から質問があったので、大学で学ぶ「電子軌道」の知識についてまとめておこうと思います。

高校化学で習う「電子殻」による知識を、「電子軌道」によって表現し直すと以下のようになります。

★電子は粒状で電子殻（K殻、L殻...）を飛び回っている。

　　→　電子は雲のようなもので、電子軌道（s軌道、p軌道...）に存在している。

★電子の収容数は、K殻（n=1）に２個、L殻（n=2）に８個入る。

　　→　第１周期の元素には1s軌道が存在する。第２周期の元素には2s軌道が１つ、2p軌道が３つ存在する。各軌道には電子が２個ずつ入る。

★電子式を書くときは、元素の周りに１つずつ不対電子が配置してから電子対を作る。

　＝フントの規則

★共有結合は、２原子間の不対電子（原子殻）が共有されることで生じる。

　→ ２原子の電子軌道が互いに近づくことで重なり、分子軌道を形成する。重なる際に、原子軌道は安定になるように混成軌道に変化する。

★有機化学におけるC間の単結合と不飽和結合

　→ 距離（形状）が近いどうしの軌道（1sと1s、2sと2pxなど）が重なるとσ結合、距離が遠いどうしの軌道（2pと2pなど）が重なるとπ結合を形成する。π結合の方が切れやすい。

★ベンゼン環は置換反応しやすい。

　→ ベンゼン環上のπ電子が非局在化することで安定化し、付加反応が起こりにくくなっている。

大学入試で覚えておいて得になるのは、以上の内容くらいでしょう。

「電子軌道」について更に詳しく学びたいという意識の高い方には、以下に参考になりそうな動画やHPを紹介しておきましたので、参照してみてください。

<電子軌道とは>

化学I 07 予習原子論II

【無機化学】電子配置の基本(電子軌道、電子スピンなど)【特別講義】

<混成軌道>

Hybrid Orbital Formation

混成軌道の形をCGで示してくれています。

<錯イオンの形>

Trick for the VBT/Valence bond theory/coordination compounds.

Cr 3+ complex ion hybridization d2sp3

Fe2+ complex ion hybridization sp3d2

Lecture: Coordination Compounds - 1

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