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名前:紀水 日時:2004年02月12日 22時39分31秒

はじめまして,
高校生なのですが
一酸化窒素のNO結合について教えて下さい.
分子軌道という単語が出てきてわからなくなってしまいました.

分子軌道から,NO結合の説明をお願いします.

名前:芦田 実 日時:2004年02月24日 00時00分00秒

紀水 様

 必ずしも専門家ではありませんので,不正確な回答もあります.教育学部から公開しているホームページの質問箱とQ&A集にも回答(一部)を載せたいと思います.

質問78 一酸化窒素のNO結合について教えて下さい.分子軌道から,NO結合の説明をお願いします.

回答 原子同士が十分に離れているときには,電子は各原子の原子軌道上に存在しています.原子同士が互いに近づいたとき,最初の原子軌道とは異なる新しい軌道ができて化学結合するというのが,分子軌道法の考え方です.質問14の回答もご覧下さい.
 窒素原子の基底状態における電子配置は1sに2個,2sに2個,3つの2pに各1個で,合計7個の電子があります.酸素原子の基底状態における電子配置は1sに2個,2sに2個,3つの2pに2個,1個,1個で,合計8個の電子があります.2つの原子が充分に離れていて化学結合していない場合には,上の電子配置(原子軌道)が2つあるだけです.2つの原子が近付いてきても,内殻の1s軌道はあまり影響を受けないと思います.しかし,外殻の電子軌道は互いに相互作用して,その形状やエネルギーが変化します(化学結合が起こり,酸化窒素の分子になります).2つの2s軌道は,原子のときよりも少しエネルギーの小さい結合性σ2s軌道と少しエネルギーの大きい反結合性σ2s軌道に分かれます.これらの軌道ではエネルギーの増減が打ち消しあい,エネルギー的には化学結合していないのと同じになります.6つの2p軌道も同様に分かれます.原子のときよりもかなりエネルギーの小さい結合性σ2p軌道が1つ,少しエネルギーの小さい結合性π2p軌道が2つ,少しエネルギーの大きい反結合性π2p軌道が2つ,かなりエネルギーの大きい反結合性σ2p軌道が1つできます.原子のときの7個の2p電子は,σ2pに2個,2つのπ2pに各2個,π2pに1個入ります.結合性π2p軌道の電子1個と反結合性π2p軌道の電子1個のエネルギーの増減が打ち消しあいます.結局,残った5つの電子のエネルギー減少分が酸化窒素分子の結合エネルギーとなります(2.5重結合).
   

埼玉大学教育学部理科教育講座
芦田 実