化学
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解決済み

ブタジエンはπ電子が4つあるのに、なぜ1の状態をとるときに横に書くスピンは2つなんですか?

また、基底状態のときは、1と2の両方の状態をとるということですか?

教えてください!

回答

✨ ベストアンサー ✨

π電子によって2つの結合性軌道と2つの反結合性軌道ができます。
それぞれの状態がひとつの軌道に対応します。
ひとつの状態には電子が二つしか入りません。
なので横に書くスピンの数がふたつです。

基底状態では1、2の状態に合計4つの電子が入っています。

なな

回答ありがとうございます!
1の状態をとる場合、2つの電子はどこに存在していますか?すみません、よろしくお願いいたします。

黒龍

4つのpz軌道にまたがるように存在すると思います。

なな

写真のように4つから2つ選んで電子が入るということですか?何度もすみません!

黒龍

その4つの●○から新しく結合性のπ結合軌道が一つできるのです(・∀・)+

なな

ブタジエンは二重結合が2つなのでπ結合軌道は2つできるとおもったのですが、なぜ一つなのか教えて頂けますか?

黒龍

●○はπ結合を作る前のC原子のpz軌道です。π結合の軌道はこれから作られる軌道なので●○そのままではないです。
(°▽°)

黒龍

こんな軌道のイメージです。

なな

π結合は写真のように2つできると思うのですが、はじめの写真の1の状態をとるときに電子が2つだけでは足りないと考えてしまいます。4つ必要だと思うのですが…

黒龍

構造式では確かにπ結合がふたつあります。
軌道でも状態1と2で二つあります。

ただし、構造式のようにC=CとC=Cの二ヶ所に局在しているという考えは実際上正確ではありません。

π電子は分子全体に分布しています。
構造式では便宜上そのような書き方をします。

π結合は分子全体で4つの分子軌道(結合性と反結合性がそれぞれ二つずつ)を作ります。
π電子は4つあるので、エネルギーの低い順から軌道を占有すると状態1と2が埋まります。これが最初の図です。

なな

わかりました!丁寧に教えてくださりありがとうございましたm(._.)m

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