無機化学 第三回 レポート  提出期限 6月12日(火)1300 6505に提出

 

*解答は,配布した解答用紙に書くこと.解答欄が不足する場合には,各自用意した別紙に記述して添付してもよい.

*他人の解答を写さない.自分で考える

 

問題 を指定の解答用紙に解答し,氏名,学籍番号を記入の上,提出.

以下の問いに答えよ.

 異核二原子分子の分子軌道は一般的に等核二原子分子に比べて複雑であるが,原子番号が近い原子どうしからなる分子では,等核の場合と同じようにして分子軌道を構成することができる.テキストp.70から71には,一酸化炭素の分子軌道エネルギー準位図について解説されている.これらの説明およびテキストp.71の図3.55(下図)を基本として,以下の問いに答えよ.(実際には,この図とは違うダイヤグラムも書けるが,テキストで言及しているように,高度に簡素化した形で考える)

問1 図3.55より導かれる一酸化炭素の結合次数はいくらか,計算式とともに示せ.

問2 電子配置から,一酸化炭素に電子を一つ加えたCO-の安定性を論ぜよ.また,CO-の結合次数を計算式とともに示せ.

問3 基底状態の一酸化炭素は磁性を持つか,持たないか,理由とともに答えよ.

問4 一酸化炭素が配位子として機能するとき,ドナー原子は酸素原子ではなく炭素原子である.また,結合様式は右図の通り,直線型配位である.これらの理由を説明せよ.

 

 

(参考) 

分子軌道で反応を考えるとき,HOMO(最高被占軌道)とLUMO(最低空軌道)はキーワードである.電子が入っている分子軌道の中で,最もエネルギーが高い軌道がHOMO,電子の入っていない軌道で最もエネルギーの低い輝度をLUMOという.分子軌道の中で,特に,HOMOLUMOが反応には重要である.HOMOの電子が最も反応性が高く,これが反応に使われ,逆に電子を受け取る場合にはLUMOに受け取ることになる.(テキストp.93

次の反応が進行するかどうかを理由とともに説明せよ.進行する場合には,反応式も併せて記せ.

 

(1)  BBr3BF3NMe3との反応(NMe3 トリメチルアミン=Lewis base

(2)  酸性水溶液中におけるBCl3と過剰のNaClとの反応

(3)BF3KFとの反応

 

(参考)

ホウ素の塩化物,臭化物およびヨウ化物は,ホウ素のフッ化物と異なり加水分解や加アルコール分解を受けやすい.フッ素以外のハロゲン化ホウ素において,例えばBCl3と水との反応は,速やかな加水分解の一例である.

 

合計10点 不正解の場合,各問 1番 問1〜問3 各1点 問4 3点 2番(1)2点 (2)2

(3)1をそれぞれ10点から減ずる

 

(注意事項)
(1)用紙が足りない場合には,適宜足すこと.
(2)1枚目の指定の位置に,学籍番号,氏名,提出日を記載
(3)他人のもの(ネット情報なども含めて)をそのままコピーしない.

(4)6月12日(火)13:00までに6505に提出