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大学の有機化学の質問です。 超共役と共鳴は共鳴のほうが大きな安定化要因になる...

mam********さん

2012/1/1202:04:12

大学の有機化学の質問です。
超共役と共鳴は共鳴のほうが大きな安定化要因になるということですが、
その理由は何ですか?
なるべく詳しくお願いいたします。

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ベストアンサーに選ばれた回答

mol********さん

2012/1/1211:55:39

1~2回生ですかね。なるべく詳しくとのご要望ですが、安定化は即ち軌道のエネルギー変化ですから、詳しく答えるには量子化学(量子論)が必要になり、大学の学部レベルを少し超えるかと思いますがご容赦下さい。
まず、下記の二次の摂動エネルギーの計算結果を用います。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%91%82%E5%8B%95%E8%AB%96
この式を用い、カルボニル等のπ*軌道と二重結合のπ軌道あるいはC-H結合のσ軌道との相互作用を考えます。上記の二次の摂動エネルギーの式からこれは上記のπ*軌道とπ軌道(σ軌道)の重なり積分の2乗に、またπ*軌道とπ軌道(σ軌道)のエネルギー差に反比例することが分かります。
二重結合のπ軌道は2p軌道ですがC-H結合のσ軌道は2s軌道と2p軌道のsp3混成軌道です。2s軌道と2p軌道の重なり積分は0になるので、カルボニル等のπ*軌道とC-H結合のσ軌道の方が重なり積分の絶対値よりもカルボニル等のπ*軌道と二重結合のπ軌道の重なり積分の絶対値の方が大きくなります。
また、一般にC-H結合のσ軌道よりも二重結合のπ軌道の方がより高いエネルギー順位にあるので、さらに高いエネルギーにあるカルボニル等のπ*軌道とのエネルギー差が小さくなります。
上記の二つの効果からC-Hのσ結合よりも二重結合のπ軌道の方が上記の二次の摂動エネルギーはより大きな負の値になり、π軌道のエネルギーを下げ、安定化させているものと考えられます。

質問した人からのコメント

2012/1/13 20:18:40

とても詳しくありがとうございました

ベストアンサー以外の回答

1〜1件/1件中

ara********さん

2012/1/1208:34:19

一般に共鳴の方が広範囲に非局在化が可能になるからでしょう。

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