無機化学の問題をどなたか回答してください。

質問

質問の内容を書いてくださいプリントを渡されたのですが、答えがわかりません。
問題は以下のとおりです。

☆シュレディンガーによって導き出された波動方程式を解くことで、『３つの（ア）によって規定される』原子軌道が明らかとなった
→（ア）に当てはまる言葉を埋めよ
【語源】波動性、h/2n　量子数　パルマー　クーロン引力　原子核
→『』内に示された３つの(ア)はn,l,mで示される。これはそれぞれなんと呼ばれるか。

☆○×問題
１、方位電子量l(エル)＝０の軌道には電子は最大２個はいるが、l＝１の軌道には電子は最大４個入れる
２、イオン化エネルギーは同じ周期の元素のなかでアルカリ金属が最も大きい。

☆ｎ＝１のときの軌道エネルギーをE１とすれば、ｎ＝2,3,4のときの軌道エネルギーはそろぞれどのように表されるか。
☆ｎ＝１のときの軌道半径をｒ1とすれば、ｎ=2,3,4のときの軌道半径はそれぞれおどのように表されるか。
☆パウリの排他原理とはどのような原理か。
☆フントの規則とはどのような規則か。
☆混成軌道について説明せよ。
☆結合次数について説明せよ。
☆二酸化炭素の炭素原子の混成軌道について説明せよ。
☆エチレンのＣ＝Ｃ結合は二重結合である。二重結合の構造や特徴を述べよ。
☆質量欠損とはなにか。

以上です。
調べてみてもよく分からない式や難しいことばかり書いてあってよくわからないのです。
どなたか簡単に解説してくれないでしょうか。どうか、お願いします。
また、これらのあたりの範囲を簡単に解説してくれるＨＰなどをご存知でしたら教えていただければ幸いです。

回答No.2

kjif · ベストアンサー

＞質量欠損
原子核を構成するのは陽子と中性子ですが、狭い核の中に大量の陽子を結合するためにはパイ中間子による核力が必要であり、この力は原子核の重量の一部をエネルギーに変換する(E=mc^2)ことで補います。
そのため原子核の質量は構成する陽子、中性子の質量の合計よりも小さくなり、この差を質量欠損といいます。

＞2重結合　
特徴　2重結合は回転できない（これを回転障害という）。よって2重結合を持つC4H8ブテンの場合はcis- trans-の区別が生まれる。
付加反応が容易に発生する。たとえばBr2などと触媒なしで反応して1,2ジブロモメタンをつくる。水素付加には触媒が必要。

構造　エチレンは代表的なアルケンでsp2混成軌道をつくります。sp2混成軌道は2pxと2pxと2s軌道が混ざってできるもので3個のα結合を作りますc-c結合のうちの一つはα結合でもう一つの結合はσ結合からできています。σ結合は先ほどのsp2混成軌道に使われなかった2pzの電子によるものでp軌道の電子の形をみてもらえればわかると思いますがc2h4の結合面に対して垂直な面で結合を形成しています。一般的に結合力はα結合の7割程度であり、垂直な面で結合しているため、回転すると結合ができないので先ほどの回転障害が発生します。また結合力が弱いことが容易に付加反応が起こる原因です。

二酸化炭素の炭素原子の混成軌道について説明せよ
二酸化炭素は最外殻に4個の電子が存在していますがこれらのうち2つは2s軌道に属しており残りは2px 2py軌道に属しています。結合のためには各軌道に空きを作ってあげなければならないため、2s軌道の電子を励起させて2pz軌道に電子を入れてやるとちょうどよく4個の結合を作ることができるようになります。励起するために必要なエネルギーは結合の増加により補充できます。sp3混成軌道は2sと2p(x,y,z)軌道の組み合わせであり電子がお互いに排斥するため炭素を中心とした正四面体の各頂点に結合するような形となります。代表例はメタン（アルカン）
sp2混成軌道は前述の通り
sp3結合は2s軌道と2px軌道の混合　3重結合ができます　炭化水素で例を挙げるならアセチレン等

結合次数　3重結合なら結合次数は3、2重結合なら２　単結合なら１　結合の数のことです。ベンゼンとかなら1.5ですね。

量子力学の範囲は高校生である私には到底説明できないので結合の部分についてのみ回答させていただきます。

↓結合の形など
http://kusuri-jouhou.com/chemistry/orbit.html

範囲を簡単に解説してくれるHP
HPではないですがマクマリー有機化学概説6版などを読んではいかがでしょうか？
非常に解説が詳しいです

お礼

遅くなりました、すみません。
ご回答ありがとうございます！
詳しく書いてあってうれしいです。
まだあまり理解はできていませんが、助かります！
ＨＰも参考にしながら学んでいこうと思います

回答No.1

alwen25

では、答えだけ書きます。
（ア）　量子数
（イ）　ｎ　主量子数　ｌ　方位量子数　ｍ　磁気量子数

１　×
２　×

-E1/n^2

>☆パウリの排他原理とはどのような原理か。
同じ量子数の準位には電子は一つしか入れない。

＞☆フントの規則とはどのような規則か。
スピン逆平行のほうがスピン平行よりも安定である。

＞☆質量欠損とはなにか。
核反応で減少した質量がエネルギーになること

いい加減に書いたので間違っていたら済みません。

お礼

遅くなりました、すみません。
ご回答ありがとうございました！
おかげで多少はわかりました。
○×問題もよくわからなかったので助かりました。