第7回 講義動画
（補足）
一酸化炭素の分子軌道エネルギー準位図の解説 (YouTube 20:35)
ハロゲン化放送の類産制度
🔬: 117ページEセクションに関する説明。BX3（BF3、BBr3、BI3）のルイス酸性度に関する考察。
sp2の混成とルイス酸
🧪: ハロゲン化ホウ素はsp2の根性を持ち、電子が空のp軌道を持つため、ルイス酸として機能。
分子モデリングによる解析
🖥️: BF3の分子軌道をモデリングし、電子分布と反応性を視覚化。
BF3とその類産制度
💡: BF3は結合が強く、パイ結合性が高いため、ルイス酸性度が低くなる。
ハロゲン化ホウ素のルイス酸性度の順番
🔢: ルイス酸性度は、BF3 < BBr3 < BI3の順で高くなる。
塩化アルミニウムの活性
🔄: エ塩化アルミニウムは強いルイス酸で、触媒として使われ、フリーデルクラフツ反応で活躍。
結論
📝: ハロゲン化ホウ素のルイス酸性度は、ハロゲンの電気陰性度と結合性に依存し、BF3が最も低い。
分子軌道理論の紹介 🎶
原子価結合法と混成軌道の説明
窒素分子の三重結合の形成（σ結合とπ結合）
メタンの説明 🧪
混成軌道により正四面体形状を持つ
酸素分子とその性質 🌬️
酸素は反応性が高く、常磁性を持つ
酸素分子はスピンの違いで磁気特性を持つ
ヘモグロビンと酸素の結合 💉
酸素は鉄(Fe²⁺)に結びつき、折れ曲がった形で結合
分子軌道理論の基本 🔬
原子軌道の重なりにより分子全体の軌道が形成
結合性軌道と反結合性軌道の違い、エネルギーの安定性
結合性軌道と反結合性軌道の違い 🔄
結合性軌道：安定な結合を形成（同位相で重なる）
反結合性軌道：不安定な軌道（逆位相で重なる）
分子軌道のエネルギー ⚡
低エネルギー軌道から順番に電子が入る
スピンの向きは同じ向きが安定
水素分子の分子軌道
💡 水素分子は1s軌道の重なりで構成され、結合性軌道（σ）と反結合性軌道（σ*）が形成される。
⚖️ 同位相で重なれば安定な結合性軌道（σ）、逆位相で重なれば反結合性軌道（σ*）。
✨ 結合性軌道に電子が入ることで結合が強化され、反結合性軌道に電子が入ると結合が不安定化。
ボンドオーダー (結合次数)
📊 結合性軌道に入る電子数から反結合性軌道に入る電子数を引き、2で割ることで計算できる。
💔 水素分子の結合時数は1（単結合）。
❌ ヘリウム2分子は反結合性軌道に電子が入り，結合次数はゼロ．結合が不安定になり、存在しない。
ヘリウムと酸素の例
⚡ He2は結合が不安定で存在しないが、酸素分子は結合性軌道に電子が順に入る。
🌬️ 酸素分子はボンドオーダー2（二重結合）を持ち、電子配置により安定化。
p軌道の相互作用
🔄 p軌道同士の結合も考慮。
🌀 同位相で重なるとσ結合、逆位相で重なるとσ結合。
🔷 他にもπ結合や反結合性のπが存在。
酸素分子の結合機構
💎 酸素はp軌道の重なりにより結合し、二重結合を形成。
🛠️ 電子配置やエネルギー準位図を使って、酸素の化学的性質を理解できる。
ボンドオーダーの重要性
🧮 酸素や窒素分子を例に、ボンドオーダーを使って結合の強さを計算できる。
電子軌道と分子構造の関係
🏗️ p軌道やd軌道の重なり、軌道の位相を理解し、結合性・反結合性軌道の働きを把握することが重要。
🔬 同位相で重なると結合性軌道、逆位相で重なると反結合性軌道。
結論
🌱 分子機動理論に基づくと、電子配置や軌道の相互作用を通じて、分子の安定性や化学的性質が解明できる。
原子番号の影響 🧬
原子番号が大きくなると、同じs軌道やp軌道でもエネルギー準位が下がる。
窒素と酸素の違い 🔄
窒素では2pと2sのエネルギー差が小さく、相互作用が発生。酸素では相互作用なし。
分子軌道のエネルギー逆転 🔺
窒素と酸素では、シグマ軌道のエネルギーが逆転することがある。
一酸化炭素の複雑さ ⚠️
一酸化炭素は分子軌道が複雑で、結合性軌道と反結合性軌道が相互作用する。テキスト参照
HOMOとLUMO 🌌
分子反応時に重要な概念。HOMO（最高占有分子軌道）とLUMO（最低空いている分子軌道）を理解することが大事。