オゾンの極限構造

質問

の一つで、「OーO＝O」という状態がありますよね。
そのときにおける各酸素原子の電子軌道はどうなっているか？という問題がでたんですけど、いまいち分かりません。
単元としては、sp3混成軌道とか、分子軌道あたりからの出題なので、sp3とかで答えればいいとは思うんです。
僕の予想では、一番左のOが、sp3混成軌道原子、あとの二つがsp2混成軌道原子だと思うんです。なんとなく。
どうなんでしょうか？
あと、基底状態のOの電子は、「2s22px22py22pz0」ですか？それとも「2s22px22py12pz1」ですか？
それと、単結合の２電子は両方とも真中のOが出してる配位結合ですが、その２電子の入り方は、py、pzに一つずつでしょうか？それともpzに２つでしょうか？

一度に何個もの質問すいません。

回答No.2

unyo12 · ベストアンサー

回答も長くなってしまいすいません。

　まず、一つ目。
＞一番左のOが、sp3混成軌道原子、あとの二つがsp2混成軌道原子
で合っていると思います。分かりにくかったのはあなたの解いている問題文中に参考URLにある図のような電荷の表記がなかったため、電子の数に違和感を覚えたから、でしょうか？

　次に、二つ目。
＞基底状態のOの電子配置
は、フントの法則により「[He]2s22px22py12pz1」が妥当だと思います。フントの法則は教科書に載っているはずなので復習して下さい。あと、電子配置を書く場合は[He]2s22px22py12pz1のように閉殻部分を表すと良いですよ。

　最後に、三つ目。
＞単結合の２電子は両方とも真中のOが出してる配位結合ですが、その２電子の入り方は、py、pzに一つずつでしょうか？それともpzに２つでしょうか？
むー。すみませんが質問内容がつかみかねます…。とりあえずスッキリ理解するために、一番左のOが、sp3混成軌道原子、あとの二つがsp2混成軌道原子として実際にオゾンの「分子軌道（全体図）」を描いてみて下さい。コッペパンみたいなのをたくさん<g>　もうご存知かもしれませんがこういった分子軌道を描くときのポイントは、まず「>0＝O<」に相当する部分を工夫して描く（このときsp2混成軌道同士が同じ平面上にあることを強調するように、右上がりの軌道（略すと／）を長めに、左上がりの軌道（略すと＼）を短めに描く）ことです。

分子軌道が描けたら、電子をポツポツ書き入れてみてください。電荷も考慮すれば、どこにも空軌道のない（電荷は±1個ずつ）絵が出来るはず…!?その上で何か疑問があれば補足してくださいネ。

参考URL：

http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/labs/new_materials/katoh/lectureH9.html

回答No.3

38endoh

素っ気ないですが答えだけ。

> まったく電子を持っていない１軌道なのか、１つしか電子を持っていない２軌道なのか

前者です。それを「配位結合」と言います。

回答No.1

38endoh

> 一番左のOが、sp3混成軌道原子、あとの二つがsp2混成軌道原子

でいいと思います。

> 基底状態のOの電子は、

単原子状態なら 2p が縮退しているので「(1s)2(2s)2(2px)2(2py)1(2pz)1」です。

> ２電子の入り方は、py、pzに一つずつでしょうか？それともpzに２つでしょうか？

s も p もすべて混成された軌道ですので，py と pz とを区別できません。左の O の空の sp3 混成軌道に 2 電子が入ります。

補足

>左の O の空の sp3 混成軌道
どこが空になっているかも区別できないということですか？
言葉を変えます。区別はできませんね、軌道は同じですから。
聞きたかったのは、空の混成軌道とは、まったく電子を持っていない１軌道なのか、１つしか電子を持っていない２軌道なのかです。後者だとそのまま２重結合を形成しそうな気がしますがね