化学の復習　2

1. 化学結合の解釈
   分子は原子が組み合わさってできているが，その原子の結びつきにたいする考え方が2つある
   (食品化学では，分子の形や大まかな性質をあつかうので，混成軌道法による説明をおこなうが，分子軌道法の勉強もしてください．)
   

   分子軌道法 (現代的解釈)
   量子力学をベースに，良好な結果が得られる範囲内で近似を加えて，分子の軌道を表現している．
   正確さを優先させるか，計算速度を優先させるかで近似の程度がちがう
   コンピュータの発達によってより身近になっている．
   より正確な分子の状態がわかる
   

   混成軌道法　(古典的解釈)
   元になる原子軌道は量子力学の結果を使うが，軌道を幾何学的に合成しているので正しくない．
   電子の状態を正確に表現していないので，分子の性質をちゃんと示していない．
   結合を局所的に扱うので，分子の形を把握するのに，わかりやすく簡単である．
   官能基や結合を個別に加味すると，ある程度分子の性質を扱うことができる
   黒板やノートの上で扱えるので便利である．
   かがくののおと　9

2. 混成軌道法による原子軌道の形と方向
   　　

   	sp3 型	sp2型
   	109.5°方向に4つ	120° 方向に3つとp軌道
   	図　2.1　混成軌道の形

   
   　 　　　　　

   混成軌道の型	結合原子の最大数	結合角	二重結合	部分構造
   sp3 型	4	109.5°	0	立体的
   sp2型	3	120°	1	平面構造
   sp型

   　　
   
3. 混成軌道法による分子モデルの作り方

   原子	第2周期の電子数
   炭素	4
   窒素	5
   酸素	6

   • 原子軌道は4つ．(第2周期のC N O)
     
   • 原子軌道と原子軌道が結合して，化学結合をつくる
     
   • 2つの原子軌道から，結合性軌道と反結合性軌道ができる
     
   • 結合性軌道に2つ電子が入り，安定な化学結合になる
     
   • 1つの軌道には最大2つまで電子が入る
     
   • sp2型では，p軌道は二重結合になる
     
   • 二重結合は，結合軸で回転できない．
     
   • 結合を形成しなくて2つ電子が入る軌道を認めて，ローンペアと呼ぶ
     

4. 炭素
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　

   原子軌道	σ結合の数	π結合の数	ローンペア
   sp3型	4	0	0
   sp2型	3	1	0

   　　

   	グルコース	ベンゼン
   	図　　炭化を含む分子

   　　

5. 窒素
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　

   原子軌道	σ結合の数	π結合の数	ローンペア	備考
   sp3型	3	0	1
   sp2型	2	1	0	平面構造
   sp2型	2	0	1

   不斉中心にはならない
   共役すると，平面構造になる
   　　

   	グリシンのアミノ基	アデニンの環を構成する窒素
   	図　　窒素を含む分子

   　　

6. 酸素
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　

   原子軌道	σ結合の数	π結合の数	ローンペア	備考
   sp3型	2	0	2
   sp2型	1	1	1	カルボニル基

   　　

   	酢酸エチル
   	図　　酸素を含む分子

7. 　授業補足

   　水の分子軌道

   　食品における水

   　水蒸気圧

   　　

8. 化合物の名前　
   
   • IUPAC　　　正式名　体系的命名法　名前から構造がわかる　複雑．1つとは限らない．
   • 慣用名　　　簡単　一般的に広く通用している．
   • CAS 索引名　IUPAC名をベース用　に化合物に1つつけられいてる．
   • CAS Registry code　データベース用　に用いられる．すべての化合物に割り当てられている．

   　　 実際に使われる化合名は，慣用名を土台にしたうえで，IUPAC　ルールで拡張している．しかし，論文などでは，正式名が必要になる．商品名もよく使われている．

9. IUPAC 命名法　の基本．　有機化合物の命名法

   　
   1. 飽和炭化水素　　主鎖と置換基
      接尾語　ane
      
   2. 位置番号の付け方
      最長鎖の一端から他端にアラビア数字で番号を付ける
      側鎖の数字が小さくなるようにする
      側鎖が2つ以上ある時は，最初の数字が小さくなるようにする
      側鎖の名称のアルファベット順を優先
      

      

      4-Ethyl-3,3-dimethyoctane

   3. 二重結合
      接尾語　ene
      二重結合の位置は，小さい方の数字を使う
      枝分かれがある場合は，不飽和結合の多い方を主鎖とする
      
   4. 環式炭化水素
      二重結合には小さな数字をつける(側鎖より優先)
      側鎖のある炭素に小さな番号をつける
      
   5. 多環系
      最多数の環を水平にして，他の環の最多数が上右になるように配置する．上右の環の縮合してない炭素から番号を付ける．
      2つの環にまたがる炭素には番号はつけない．(つける必要があるときは，a,bなど)
      
   6. 複素環
      

      異種原子に1をつける．
      糖については，酸素の次の炭素に1 がついている．
      これは，環が切れているときの番号によるみたい．(調べてます)　　

      

      酸素原子は，oxa
      窒素原子は，aza 　　

   7. 原子団　(官能基)