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水素結合はなんで方向性をもつのでしょうか? それと水素結合の強さを見積もる...

aja********さん

2009/12/2010:20:21

水素結合はなんで方向性をもつのでしょうか?

それと水素結合の強さを見積もる方法ってどんなのがあるのでしょうか?

大学で化学をやっていますが、初心者で全くわかりません。
出来れば、わかりやすくお願いします。

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4,998
回答数:
2

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ベストアンサーに選ばれた回答

tos********さん

2009/12/2108:34:47

大学教員です。水素結合の構造研究の端を汚すものです。

水素結合の成分は2種類、静電相互作用と共有結合的な作用と言われています。また、水素結合は、主にプロトンの交換力(共有結合的な相互作用)による「強い水素結合」と静電相互作用が主となるがプロトンの交換も関与する「moderateな水素結合」と静電相互作用にのみできる「弱い水素結合」に分類されます。このうち、「弱い水素結合」は本当の水素結合ではないとする定義もありますので、大学の初期、高校までで扱う水素結合はいずれも共有結合性を持つものとなります。

さて、共有結合的な作用は分子の軌道にかかわるものですからその軌道(あるいは受け手側の非共有電子対)の形に依存した方向性を持ちます。
そのため、方向性が発生します。XやYをヘテロ原子(酸素や窒素)としてX−H−Yの作る角度は強い水素結合で170°から180°、moderateな水素結合で130°から180°と言われています。ただし、これは一般的に、の話で、もちろん例外はあります。私自身は、この角度に比べて極端に小さな角度を持つ特殊な水素結合の構造的研究もしています。

弱い水素結合では、正電荷の大きさを計算化学的に見積もり、これをもとに静電ポテンシャル式からおおよそ見積もれます。
その他の水素結合の強さの見積もりも分子軌道法計算により行なうのが一般的です。しかし、どのような計算を使えば良いかを選択するのが大変です。もう一つの方法は、水素結合性の液体の場合は沸点からトルートンとヒルデブランドの経験則に従い、気化の潜熱を見積もり、分散力の項を差し引くという方法があります。いずれの場合も正確に求めることは至難の業です。(1桁の有効数字すら怪しいものしかでません)。

質問した人からのコメント

2009/12/25 09:26:35

成功 ありがとうございました。

なんとなくテストで書けそうです。

ベストアンサー以外の回答

1〜1件/1件中

mar********さん

2009/12/2011:47:39

>水素結合はなんで方向性をもつのでしょうか?

方向性ですか?
そんなにありませんよ。
フリーな分子の場合には立体反発が一番小さくなるように配置することはすぐにわかるでしょう。

>水素結合の強さを見積もる方法ってどんなのがあるのでしょうか?

質問が曖昧で意味がわかりません。
実際の物質中の水素結合の強さをどうやって測定するのかという意味なんでしょうか、結合する元素の違いによる結合力の違いをどう予測するのかという話なんでしょうか、それとも他ののものなんでしょうか。補足してください。

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