たのしい演劇

俳優の錬金術Alchemy of Actor 知覚の哲学Philosophy of perception 79
Chemistry39　

“本当に大切なものは目には見えない”
　　“ 目に見えないところで何が起こっているのかを想像することが大事”

化学結合：物質中での原子と原子の結び 　結合の力は　粒子間の電子の授受による
　　　　　　　　その電子の授受の仕方により　結合の種類が分類される

分子軌道法 Molecular Orbital method）「MO法」 03

電子electron 宇宙を構成するれ素粒子elementary particleの レプトンleptonグループ

混成軌道hybrid orbital;原子が化学結合を形成する際に、新たに作られる原子軌道
ex, C原子は、sp3、sp2、sp　 3 種類の混成軌道を形成、このことが、有機化合物の多様性に大きく関わっている。
概念は、第２周期以降の原子を含む分子の幾何構造と、原子の結合の性質の説明において有用
原子は、混成軌道を形成することにより、化学結合を形成するのに適した状態（原子価状態）となる。
新たに作られる軌道は、基本となる軌道とは異なるエネルギーや形状等を持つ

化学結合の構造が原子核と電子との量子化学でどのように解釈されるかは分子の挙動を理論的に解明していく上で基盤となる

量子化学 quantum chemistry；
理論化学/物理化学の一分野
量子力学の諸原理を化学の諸問題に適用し、原子と電子の振る舞いから分子構造や物性あるいは反応性を理論的に説明づける学問分野

化学結合を量子化学で扱う方法
分子軌道法MO法Molecular Orbital method ;
「電子は分子全体に非局在化した軌道に属する」と考える
分子中の電子が原子間結合として存在しているのではなく、原子核や他の電子の影響を受け分子全体を動きまわるとして、分子の構造を決定する 、分子は分子軌道を持ち、分子軌道波動関数は、既知のn個の原子軌道の線形結合(重ね合わせ)で表せると仮定す

原子価結合法VB法valence bond theory ；
「電子はある1つの原子の原子軌道に局在化している」と考える
分子個々の原子と価電子の状態/原子価状態 を想定 分子の全体像を原子価状態を組み立てることで解明。
具体的には原子軌道や混成軌道をσ結合やπ結合概念を使い組み上げ　共有結合で構成された分子像を説明　それ故　原子軌道から原子価状態を説明付ける際に利用する混成軌道の概念は原子価結合法の根本。


C原子の基底状態の電子配置は 2s22p2
そうすると原子価状態の軌道関数の特性からCの結合は2s軌道に帰結するものと、2p軌道に帰結するものの2種類存在だが、実際にはダイヤモンド結晶構造やメタン構造からは1種類の結合のみ確認。


原子価結合法でH2分子の全電子状態を表す際、原子軌道の状態の重ね合わせを原子軌道の1次結合で定式化　原子価状態の軌道関数は　2s軌道と2p軌道の重ね合わせで生成する混成軌道関数で定式化可能　そして実際　混成軌道関数で表される原子価状態は共有結合の方向性と矛盾しない。

混成軌道の定式化は多様な組合せが可能、生成した混成軌道は基の原子軌道s軌道、p軌道…の名称を使う　sp3軌道（関数）、sp2軌道（関数）、sp軌道（関数）、spd軌道（関数）と呼ぶ。

重ね合わせが可能になるためには原子軌道のエネルギー準位が同程度であることが必要な為、主量子数が同じ原子軌道間で混成軌道が生成す。
d軌道などについては同一主量子数の軌道より、主量子数がひ１つ大きい原子軌道の方が　エネルギー準位差が小さいので　そちらの方の原子軌道と混成す。

第2周期以降の原子は複数の混成軌道を取ることができ、有機分子や金属錯体などの分子構造の多様性をもたらす。
実際の分子は理論的混成軌道とは異なる結合角を取る場合も多く、非共有電子対が混成軌道に及ぼす立体的な影響は原子価殻電子対反発則として知られる。


1つのs軌道と3つのp軌道の重ね合わせにより4つの混成軌道が定式化；sp3混成軌道関数
1つのs軌道と2つのp軌道の重ね合わせにより3つの混成軌道が定式化；sp2混成軌道関数
1つのs軌道と1つのp軌道の重ね合わせにより2つの混成軌道が定式化；sp混成軌道関数



と　たのしい演劇の日々