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有機化学と生化学

有機化学には生物系と石油系があって,生物系は炭水化物を,石油系は炭化水素を基本に考えている. 生化学には,化学系,生物系,薬学系,医学系があって文化の違いがあるような. 鍵は電子の非局在化にある. HOMO / LUMO に着目.

有機化学

σ結合とπ結合. sp3, sp2, sp1混成軌道. H2O, O2, CO2 CH4, NH3

No Rabbit Ears on Water

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed064p124 水分子はよく教科書に書かれているようなsp3混成軌道ではなく,2sと2pは混成していない.

モリソン=ボイド『有機化学第6版 上中下』東京化学同人 (1994)

初版は1959年.いろいろな基本概念の確立当時の熱気が残っている本. アメリカ文明にとっての石油の重要性が背後にあることを感じる. Pauliの排他原理の理解がおかしい.反発力の一種と思っているようだ.MOの形の話を排他原理で説明しようとしていたりもす…

LCAO 法

Hamiltonian の固有関数 を,1次独立な波動関数 の線型結合で近似したい. とすると, の場合を考える. とすると, とする. とすると,これは の2次関数で, 0.">したがって, の係数を比較すると, Wolfsberg-Helmholtz の関係式 より, に注意すると.

拡張 Hückel 法

自由電子の Hamiltonian を とし,原子 1,2 のポテンシャルを とする. 1次独立な波動関数 が をみたすとする. のように正規化すると,Cauchy-Schwarz の不等式より, とおくとき, の最大値・最小値を とする. とすると, より, とすると, は2次方程式…

軌道相互作用

原子軌道 の状態ベクトルとエネルギーを とする. と正規化して とおくと, 分子軌道の Hamiltonian に対し, は(近似的に) の1次結合で書ける. 状態ベクトル に対し,固有値問題 を考える. をみたす が存在するような を求める. とおくと,2次方程式 …

HOMO と LUMO の画像

http://www.gizmodo.jp/2011/09/fascinatingly-small-images-give-firstever-glimpse-of-an-electrons-orbit.html http://dvice.com/archives/2011/08/this-is-an-imag.php

拡張 Hückel 法

自由電子の Hamiltonian を 原子(原子核+内殻電子)1,2 のポテンシャルを とし,1次独立な波動関数 で をみたすものがあたえられているとする. Hamiltonian ,波動関数 に対するエネルギーの期待値 の,複素数 を動かしたときの最小値・最大値 を求める…

希土類(レアアース)

今朝の朝日新聞の科学欄に解説記事がのっている.原子軌道の説明にふみこんでいて,ことばとしては出てこないが電子のスピンに関わることにもふれている.多くの人の関心を集めている時期なので少し難易度を上げてもいいという判断なのだろう.おもしろかっ…

化学の原理(2人がけのいすのたとえ)

原子は,原子核のまわりに電子がすわれる2人がけのいす(軌道)がたくさんならんでいて,そこに電子がこしかけているようなもの.いすはいろんな形をしていて,すわりやすさ(エネルギー)もまちまちだが,原子核から見てかっこいい形(球面調和関数)につく…

拡張 Hückel 法

自由電子の Hamiltonian を 原子(原子核+内殻電子)1,2 のポテンシャルを とし,1次独立な波動関数 で をみたすものがあたえられているとする. のように正規化すると,Cauchy-Schwarz の不等式より, このとき, の固有関数のうち, の1次結合で近似され…

分子軌道法の原理

来年度化学の授業をうけもつことになりそうなので勉強している. 電子は Pauli の排他律にしたがう. 電子はスピンという 2 つの状態をとる自由度をもつ. 相対論を考慮に入れると,1. は 2. の帰結になる. 原子 1, 2 の,エネルギーがそれぞれ である軌道…

友田修司「はじめての分子軌道法」講談社 (2008)

「フロンティア軌道論で化学を考える」と重なるところも多いが,この本も熱い. はっきり言ってしまえば,量子化学が未発達な時代に分子を理解するために考えだされたツールがボンドであり,一定の公理(水素が1価,炭素が4価など)のもとに編み出されたパ…

友田修司「フロンティア軌道論で化学を考える」講談社 (2007)

成城の三省堂で購入. 原子価結合法から分子軌道法への転換は,天動説から地動説への転換を思わせる. 水素原子の動径関数は Schrödinger 方程式の厳密解として得られるが,多電子原子系では波動方程式が解けないので近似関数を使わざるを得ない.分子の挙動…

物理のページ

共有結合 http://mogami.in.coocan.jp/diary/d0308.html#18 ベクトル ポテンシャル http://homepage3.nifty.com/iromono/PhysTips/whatisA.html