先生には「知らん」と言われた。

質問

高３で受験生なのですが化学が特に分かりません。なんか有機化合物とか何でも構造式があるじゃないですか。それを置換とかして物質が変わるんですよね。それはいいんですが、自分が目に見える物にはどういう風にして大きくなるんですか？金属結合とかだったら何となく分かるのですが、有機化合物ではどうやって結合して目に見えるまでの物質になっているのですか？また液体、固体、気体の違いはどうなっているのですか？教えてください。お願いします。

回答No.4

Longifolene · ベストアンサー

参考URLに有機化合物（亜鉛を含んでいるので厳密には有機金属化合物ですが）の
結晶をＸ線構造解析という測定法で分析して、結晶内で分子がどのように並んで
いるかを測定して得られた図があります。
複雑な形をしている分子でも結晶の中では規則正しく分子が並んで詰まっている
様子が分かります。

液体は結晶の状態よりはもう少し分子同士の距離が離れており、分子のそれぞれの
場所や向きが常にくるくる動いているような状態です。

気体では液体よりも分子同士の距離がはるかにばらばら離れた状態です。

参考URL：

http://cssjweb.chem.eng.himeji-tech.ac.jp/jcs/v2n3/a6/textj.html#fig3

回答No.6

minochan

有機化合物のほとんどは分子でできています。
分子からできている物質、どんなものをご存知ですか。
簡単な分子だと無機化合物ですが二酸化炭素があります。
これは通常は気体ですが、特定の条件にしてやると
固体になりますよね（ドライアイスです）。
このとき、二酸化炭素分子と二酸化炭素分子を結び付けている力が分子間力です。
ところがドライアイスはすぐに昇華して気体になってしまう。
これは分子間力という結合力の弱さが原因です。
二酸化炭素の中の炭素原子と酸素原子を結合させている力（共有結合）は
かなり強い結合ですから、二酸化炭素を
原子の炭素と酸素に分解するのは困難です。
これに比べるとはるかに分子間力は弱いので、
一つひとつの分子がばらばらになって空気中に飛び出してしまう。
（これが昇華という現象です。）
で、有機化合物が分子からできているということは
固体の状態で存在している有機化合物は
あまり多くないということになります。
エタノールを始め、高校で学習する有機化合物の多くは
液体ではないでしょうか。

しかし、グルコース、スクロースなど固体のものもありますよね。
これらは一つひとつの分子がかなり大きいものです。
分子量が大きくなると沸点が高くなると学習しませんでしたか？
沸点が高くなるということは、
分子一つひとつをばらばらにするのに必要なエネルギーが多くなるということ。
すなわち、大きな分子ほど分子間力が強く働くということです。
ですから、分子からできている有機化合物でも、
分子が大きくなると分子間力が強くなり、固体として存在するものもあるということです。

また、水の沸点が以上に高いということで
水素結合についても学習されていることと思います。
水、アンモニア、フッ化水素は極性が大きな分子なので
互いに引き合う力が以上に大きくなる、
この力を水素結合と言うというようなことです。
有機化合物の中にはヒドロキシル基やカルボキシル基など
極性を持ちやすい官能基があり、
そのため無機化合物に比べると、
分子量のわりには沸点・融点が高いものも多くなります。

高校ではあまり大きな分子については詳しく学習しないので、
特に化学IBの範囲ではせいぜいがアゾ色素ぐらいが限度だと思うので、
固体の物質は少ないのではないですか。
でも、実際には高分子化合物とよばれる
分子量が非常に大きな有機化合物がたくさんあり、
これらが私達の体などを構成しているわけです。
長くなりましたが納得していただけましたか？

回答No.5

ayakon

有機化合物は、すべて分子からできています。
分子が目に見えるほど大きくなるためには、分子同士がたくさんくっつけばいい。分子がくっつくための力が分子間力です。（地球と月の間にはたらく重力のようなものだとイメージすればいいかな…）
液体、固体、気体の違いは、物質を作っている粒子（原子・分子・イオン）の集まり具合で決まります。
粒子どうしが動けないほどガッチリ集まった状態が固体。
粒子どうしは互いにくっついているけど、それぞれが自由に動けるように集まっている状態が液体。（液体は流動性がありますよね。）
粒子どうしが離れていて、自由に飛び回っている状態が気体です。（だから、気体は目に見えないんです。）
少しはお役に立てたでしょうか？？

回答No.3

ceita

たしか、分子間力で分子同士が結合しているのだったかな？
調べてみると、以下のサイトがいい感じかもしれません。

大学に行けば習うのではないでしょうか？

参考URL：

http://nkiso.u-tokai.ac.jp/phys/matsuura/lecture/heat/contents/lennard.htm

回答No.2

nitto3

私の回答は有機物質についてです。
砂糖の綺麗な結晶を見たことはありませんか。
酒石酸カルシュウムなども黄色の綺麗な結晶ですよ。
石油系ですと石炭酸、ナフタリンなどは常温で結晶しますね。

回答No.1

nitto3

頼りない先生だね。
目に見えるには単に沢山あればいいわけです、気体は見えないこともありますから、
密度も関係してきますね。
極端には結合して無くても密度さえ高ければ見えるでしょうね。
光の屈折率が違ってきますから、陽炎のような見え方でしょうが。
分子の大きさで、また運動エネルギーの大きさで気体、液体、固体になります。
個体の場合、金属などと同じようにガラス体から結晶体まで色々あります。

補足

有機化合物の場合はどうなっているのですか？１つ１つの形がいびつなために結晶体とかにはならないと思うのですが.....。