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化学 大学生・専門学校生・社会人

はじめまして。 問2.3がわからなくてとても困っています。 もしよろしければ教えていただきたいです。 よろしくお願いします。

<問題> 1) 安息香酸、クロロフェノール、アントラニル酸メチルのpK』 をPubChem で調査せよ。 2) 二つの化学種が平衡状態にあるとき、 Gibbs 自由エネルギー差はAG =-RT In K で表 される。 ここでKは平衡定数 (ある化学種に占めるもう一方に化学種の割合) である。 メチルシクロヘキサンのメチル基がアキシアルを占める立体配座とエクアトリアルを 占める立体配座の標準状態における存在比を求めよ。 計算実験で得られた立体配座異 性体のエネルギーの差を Gibbs 自由エネルギー差の近似値として用いてよい。 なお、In (エルエヌ) は自然対数を指しInx = yならばey=x (左辺はexp (y) と書くこともある) である。 気体定数は R ≒ 8.31 JK-1 mol-1 を用いよ (Bruice 有機化学、 5.7 参照)。 3) メタン、エチレン、アセチレンの分子軌道を量子化学計算の一種であるハートリー・ フォック法により計算せよ。 Engine: Gamess, Calculation: Molecular Orbitals, Theory: RHF, Basis Set: Minimal:STO-3G を指定せよ。 各化合物はそれぞれいくつの 分子軌道をもつか。 上記のうち、 多重結合を有する化合物について、 全ての軌道を 図示し占有数(Occupancy) を示せ。 また、 それぞれの化合物の結合角(∠HCH やく HCC) はおよそ何度か。 これまでに学習した軌道の混成状態についての知識と比較せ よ。

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「アニリンの塩基性(pKb=9.4)は、アンモニア(pKb=4.19)よりもはるかに低い。その理由を2つ述べなさい。」という問題がありました。 解答は「アミノ基の非共有電子対がベンゼン環上に共鳴により非局在化されること、ならびにベンゼン環が疎水性であるため、溶媒和による安定... 続きを読む

酸性度 低 高 NH4+ CH3NH3+(CH3)2NH2 + (CH3)3NH+ 9.81 pKa 9.26 NH3 pKb 4.74 低 - 疎水性 10.64 CH3NH2 3.36 塩基性度 CH3 H2O (H3C-N+-HH2O CH3 H2O 水和しにくい 10.73 (CH3)2NH 3.27 高 [H2O] (CH3) 3N 4.19 H (H2O H2O H2O HH2O H-N-HH2O H₂O 水和による安定化 430 たとえば, アルキルアンモニウムイオンにおいては, メチル基が電子供与性なので,3 級アミン(アルキル基が3つ結合しているアミン)のプロトン付加体がもっとも安定と考 えられる.したがって, 酸性度は, 3級 2級 1級, アンモニアのプロトン付加体の順 に高くなると予想される.逆に,共役塩基の塩基性度の強さはその逆の順番になるはずで ある。しかしながら, 水中での pKa はこの順序にはならない. もっとも酸性度が低いの は2級アミンのプロトン付加体である. 3級アミンのプロトン付加体におけるメチル基に よる電子供与性効果は, 2級アミンのプロトン付加体よりも確かに大きい。 しかしなが ら,メチル基は疎水性であるため,3級アミンのプロトン付加体の水和による安定化効果 は,アンモニアのプロトン付加体と比べて非常に小さい.よって,3級アミンのプロトン 付加体の酸性度は比較的高い.

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