はじめよう固体の科学

電池、磁石、半導体など固体にまつわる話をします

MENU

原子・分子構造

HSAB則:化学における硬さと軟らかさ

化学に登場する酸と塩基、特にルイス酸・ルイス塩基には硬さの概念があります.酸と塩基の親和性の傾向を明らかにし、固体の結晶構造を形作るのに大きな役割を担います.

固体における仕事関数、イオン化エネルギーと電子親和力

半導体はバンドギャップで区分されますが、伝導バンド・価電子バンドの相対位置も同じくらい重要です.電池の電極材料や太陽電池などでもバンド位置は常に意識されます.

仕事関数:物質から電子を剥がしたい

仕事関数は「バルク材料(固体または液体)」の電子を一つ取り除くのに必要なエネルギー量」を意味します.仕事関数の大小によって物質の反応性や安定性を評価することが可能になります.

イオン化エネルギーと電子親和力:そもそもどうやって測定するの?

イオン化エネルギーと電子親和力はは決して教科書の中だけの存在ではなく、物質の性質を予想するなど実用的な面を持った極めて基礎的なパラメータです.

ヤーン・テラー効果:電子数と配位の歪み

金属の配位構造において、金属イオンがある特定の数のd電子を持つ場合にのみ特異的に多面体が歪む場合があります.このような現象の一つがヤーン・テラー効果(Jahn–Teller effect)です.

結晶場理論と配位子場理論

d電子は金属イオンの種類によって数が異なり、全部で5つの軌道に収納されます.配位子のない状態では5つの軌道は互いにエネルギーが等しい(縮退している)ですが、それぞれ軌道の広がる方向が異なるため、配位子があるとエネルギーにズレが生じて状態が…

VSEPR則(原子価殻電子対反発則):分子の形を決めるものは何か

世の中には様々な分子があり、それぞれ形状が異なります.価電子の反発を考慮することで分子の形状を予測するモデルが 原子価殻電子対反発モデル(VSEPR則)です.

ケテラーの三角形:その結合、なんの結合?

電気陰性度とは「原子が電子を引き付ける強さの指標」のことでした.電気陰性度を用いて、結合のイオン結合性や共有結合性を視覚的に導出することが可能なのがケテラーの三角形です.

電気陰性度:金属だってアニオンになるのだ

「電気陰性度」は原子が電子を引き付ける強さの指標です.電気陰性度を比較することにより、物質の結合性や性質を予測することが可能です.電気陰性度はPaulingによって導入され、その後様々な定義のものが導入されています.