竜巻原子モデル 分子や化合物での例 (その3)

 
興味のない人はスルーして下さい。

量子化学と化学。
現在、両者はそれぞれ独立した学問体系になっています。

その結果、両者をすり合わせようとすると、辻褄が合わなくなります。
つまり、整合性がないんですね。

そんな中で、私が信じられるのは化学の方。

いろんな方法で再現性が確認できるからです。
化学では完全ではないものの、現実と空想とを、ある程度きちんと区別しているんですね。

それに対して量子化学の方はどうかというと、どこまでが現実で、どこからが空想か?
その境目すら、不明確です。

また、信頼性というか再現性というか、これらに疑問符がつくのです。
他に代わりうる方法がないとか、またその施設でしか検証できないとか。
機器や設備が、大掛かりになるからです。

さらには、データの恣意的選択を感じさせられるんですね。
都合の良いものは採用し、都合の悪いものは捨てる。
こういうことです。

原子核一つを取ってみてもそうです。

いまだかつて、誰一人として実物の原子核を見たことはありません。
皆が見るのは人工的に作成された模式図に過ぎません。

そのうえ、一番簡単な元素である水素。
このたった一例をもって、同じモデルを全元素に適用しています。

結果として、すべての元素には、原子核がある。
この大きな疑問点さえもが、既成事実化していて、疑う余地すら与えません。

だから考えるほどに、怪しいと感じるんですね。

一方、化学は原子核の存在を無視しても、全く影響なく成り立つ学問です。
化学反応で重要なのは、電子の方だからです。

だから電子の配置さえ合っていれば、何ら問題にはならないんですね。



前回といっても、ずいぶん前ですが、竜巻原子モデルで分子や化合物の例を示しました。
http://oyoyo7.blog100.fc2.com/blog-entry-2261.html

今回はその続きです。
アセチレン(CHΞCH)を例とした三重結合です。

まぁ、答えは分かっていたのですが、まとめるのがめんどくさくて、延び延びにしていました。

アセチレン 構造201

この時のデンシ配置は、下図に示しました。

アセチレン 構造102c

概略を説明します。
炭素原子(C)は、一般的にはsp混成軌道と呼ばれる状態をとります。

大円が1周する間に、小円は2周します。
1のデンシは、2と3のデンシとは軌道が合うので電子対を作りますが、4のデンシとは軌道が合わないので作れません。

5のデンシは4のデンシとは軌道が合うので電子対を作りますが、2と3のデンシとは軌道が合わないので作れません。
Aの位置は、もしデンシがあれば軌道が合う位置ですが、空なので電子対を作れません。

大円が1周する間に、小円は2周します。
これを1サイクルとすると、1サイクルの間に、小円内の1個のデンシ(1)は、大円内の2個のデンシ(2と3)電子対を作ります。

つまり、1個のデンシが、1サイクルの間に2回使われることになります。

これは一般的に表現される、一重結合でも二重結合でもありません。
あえて数字を使って表現するなら、1.5重結合です。

この1.5重結合を2組もっているので、合計で三重結合となります。
結合状態を模式図で示すと、こんな感じになります。
(左右が対称でも構いません)

三重結合の模式図 101

私の竜巻モデルでは、小円内のデンシは、大円内のデンシよりも、原子内では中央寄りに位置します。
したがって、外部からは観測がしにくい状態になります。




なお、従来の一般的な考え方は、下記のとおりです。

赤同士の結合がσ結合(1ヶ所)、青あるいは緑同士の結合がπ結合(2ヶ所)。
合計で3ヶ所となり、これを3重結合と呼んでいます。

アセチレン三重結合 sp混成軌道

外部からはσ結合が隠れていて見えず、2ヶ所のπ結合のみが見えるという現象は、実は私のモデルを誤認しているためではないかと思います。

三重結合 (ウィキペディアより)

化学における三重結合(さんじゅうけつごう、英: triple bond)は、通常の単結合での2つの電子の代わりに6つの結合電子が関与する、2元素間の化学結合である。最も一般的な三重結合は、炭素-炭素間の結合であり、アルキンで見ることができる。その他の三重結合を含む官能基は、シアニドやイソシアニドである。二窒素や一酸化炭素といったいくつかの二原子分子も三重結合を持つ。構造式では、三重結合は2つの結合原子間の3本の平行線として描かれる。

三重結合は、単結合や二重結合よりも強く、短い。結合次数は3である。

結合

結合の種類は軌道混成によって説明することができる。アセチレンでは、それぞれの炭素原子は2つのsp軌道と2つのp軌道を有している。2つのsp軌道は直線上に180ºの角度で位置し、x軸を占めている(直交座標系)。この時、p軌道はy軸およびz軸に対して垂直に位置している。炭素結合がそれぞれ接近した時、2つのsp軌道が重なり合いsp-sp σ結合を形成する。同時に、pz軌道が接近しpz-pz π結合を形成する。同様に、py軌道もpy-py π結合を形成する。この結果、1つのσ結合と2つのπ結合が最終的に形成される。

曲がった結合理論では、三重結合はπ結合を考えることなく3つのsp3ローブの重なり合いによって形成されると説明される。




原子内部の世界。
いろんな定理や規則が乱立しています。

現在の解釈では、電子の動きが、これらの難しい定理や規則に従うことになっていますが。
これでは、左脳の世界ですね。

電子が考えて行動をとっているのでしょうか??
電子はよほど賢くなければ、間違えてしまいますね。(笑)

たった一つの分子内でさえそうなのに、ましてや、無数にある原子、その中にある多数の電子。
これらの電子が、すべての定理や規則に、完全に従わなければなりません。

これはおかしい。
どうしても私には、こういう結論に行き着いてしまいます。


でも私自身の考え方は非常にシンプルです。
分子内の電子配置は、それぞれが回転するギアの歯車だと考えればよいのです。

こうすると、分かり易くなるんですね。
右脳の世界です。

今回は詳しくは触れませんが、さらには例えば糖のように、直鎖構造⇔環状構造になったり、アルドース⇔ケトースになったりする平衡反応も、簡単に説明できます。

ちょうど自動車のギアチェンジのようなものですね。
使われる歯車と使われない歯車が、切り替わるだけです。


まぁ私は、こんな風に考えているんですが。

 
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