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アンモニア分子の立体構造を混成軌道の考え方を用いて説明してください。

vol********さん

2014/8/316:01:53

アンモニア分子の立体構造を混成軌道の考え方を用いて説明してください。

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カピバラさん

2014/8/316:06:15

窒素原子がsp3混成軌道を形成し、四面体型の立体配座をとる。

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sc_********さん

編集あり2014/8/412:52:59

窒素Nの基底状態の電子配置は、
1s(↑↓)
2s(↑↓)
2p(↑)(↑)(↑)
Nの混成状態は、
1s(↑↓)
sp3混成軌道
(↑↓)(↑)(↑)(↑)
アンモニアではN原子の2s軌道と2p軌道が混成して4個のsp3混成軌道を形成する。そのうち1つは電子が2個収容された非共有電子対となる。残りの3つの軌道には電子が1個ずつ入っており、これがH原子と結合してNH3となる。
sp3混成なので、四面体形だが非共有電子対があるから分子の形は三角錘形。

htm********さん

2014/8/316:24:03

分子の形を混成軌道の考え方で説明することはできません。
そういう形になっているというのは測定結果です。
それに対応するような波動関数を考えると90°に開いたp軌道では駄目であることがわかります。もっと角度が大きいのです。むしろ正四面体角に近いのです。ポーリングがメタンの正四面体構造に対する波動関数としてsp3混成軌道を提案して認められていましたのでアンモニアもそのヴァリエーションとして考えていいのではないかということでsp3が出てきます。

混成軌道は分子の形を決めるものではありません。形に対応した波動関数をs、pから作ることができるということを示しているだけのものです。
(ポーリングのこの仕事がなければ、新しく出てきた量子力学の理論は化学には適用できないという迷路にはまって右往左往していたのではないかと思われます。)

形を決めるのであればVSEPR理論のほうがいいでしょう。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E4%BE%A1%E6%AE%BB%E...

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