王水とは 王水 (aqua regia) とは容積比で濃硝酸1と濃塩酸3の混合物の通称である。"いっしょうさんえん"などの語呂合わせで覚えている人も多いだろう。硝酸の塩酸の混合物の総称を王水といっている場合もある。他に希釈した王水のことを希王水ともいう。 希…

アマルガムとは 水銀と他の合金の総称をアマルガム (amalgam) という。ギリシャ語の"柔らかいもの"という意味のmalagmaが由来である。汞和金 (こうわきん) ともいわれる。 金属の含有量によって、液体、ペースト状、固体などと変化し、一般的には水銀の分量…

塩化セシウム型構造とは 塩化セシウム (CsCl) の構造の単位格子は、セシウムイオン (Cs+ ) が立方体の中心に位置し、頂点にある8個の塩化物イオン (Cl- ) に囲まれている構造である。これは逆に、頂点にセシウムイオンを配置し、中心に塩化物イオンを配置す…

ゾルゲル法とは コロイドなどの微粒子が溶液中に分散したゾル状態から、流動性のなくなるゲル状態を経て、固体物質を得る合成方法をゾルゲル法 (ゾル-ゲル法、sol-gel method)という。セラミックスやガラス、金属酸化物などの合成に用いられる。 一般的に粒…

形式電荷とは 分子の電子式で、共有結合に関与する電子を、結合している原子に均等に割りふったときに、各構成原子がもつ見かけ上の電荷のことを形式電荷 (formal charge) という。 形式電荷の計算方法 分子中のある原子に割り当てられた正負の整数の電荷で…

消滅則とは 結晶によるX線の回折では、結晶面によるX線の反射はブラッグの条件が満たされたときに起こる。また、その強度は結晶構造因子によって決まる。 しかし、空間格子の種類やらせん軸、映進面の有無などによって結晶構造因子となり、反射が系統的に出…

色中心とは 本来は透明な結晶が、光を吸収して琥珀色や紫色、青色などの色が着いた結晶のようになることがある。これは、結晶の局所構造に由来し、この着色を示す由来となるもとを色中心 (color center)もしくは着色中心という。 色中心は、イオン結晶中の格…

オストワルト法 オストワルト法はアンモニア酸化法ともいわれ、アンモニアを酸化して硝酸を製造する方法である。現在の硝酸の製造はほぼオストワルト法が使われている。 1902年にF.W. Ostwaldによって開発されたことからオストワルト法と呼ばれている。Ostwa…

酸点とは 固体酸において酸性を示す表面サイトのことを酸性中心(acid center)もしくは酸点(acid site)、酸性点(acidic site)という。 酸点のうち代表的なもとが2種類あり、酸性を示す表面のヒドロキシ基のことをブレンステッド酸点 (Brønsted酸点)、露出した…

合金について 合金(alloy)とは、異なる金属元素が混じり合った物質である。溶けた金属を混ぜ合わせてから冷却してできる固体であり、金属の性質を示す。一般的に合金は電気陰性度が同程度である電気的に陽性の2種類の金属から生成することが多い。 合金は一…

量子ドット・QDとは 量子ドット(quantum dot)、QDとは、ド・ブロイ波長程度の大きさの領域に電子を閉じ込めた0次π電子系のことである。また、直径が数nmの半導体ナノ粒子のことを量子ドットということがある。 これは半導体ナノ粒子のような三次元的な閉じ込…

遷移金属錯体の色やその色の理由であるd-d遷移(LF遷移)、電荷移動遷移(CT遷移)、配位子の特性吸収について解説しています。

原子価殻電子対反発則(VSEPR理論)について 典型元素によって構成される分子の構造を定性的に予測する古典的な理論として原子価殻電子対反発理論もしくは原子価殻電子対反発則とよばれる理論がある。 英語のvalence shell electron pair repulsion theoryの頭…

金属と表面プラズモンについて 金属粒子に衝突した光は電子の光励起を引き起こす。生じる光励起の大部分は、金属の価電子帯の電子の集団的振動である。この金属表面の価電子が集団的に振動励起された状態を表面プラズモン(surface plasmon)という。このよう…

原子の大きさとは 原子は原子核と電子で構成されている。そのため原子の大きさは電子の存在する場所に大きく影響される。 一方で、原子やイオンの中の電子は無限遠まで存在する確率がある。また明確な境界は存在しないため、様々な状況に適用可能な原子半径…

漂白剤とは 食品やパルプ、繊維製品などの色素を除き、外観をよくするために用いられる化学物質のことを漂白剤という。 漂白剤として使われる物質は還元力を利用するものと酸化力を利用するものがある。 ハロゲンのオキソアニオンの酸化力はハロゲンの酸化数…

磁性と磁気双極子・磁気双極子モーメントについて 物質の磁気的性質(磁性)は、原子や分子の軌道を電子がどのように占めているかに影響される。 磁性はグーイ(Gouy)の天秤と呼ばれる装置やスクイド(SQUID)と呼ばれる装置で磁化率を測定することで知ることがで…

有効核電荷とスレーターの規則について 有効核電荷とは着目している電子が感じる中心原子核の電荷である。 有効核電荷を求める方法として、スレーターの規則 (スレーター則、Slater's rule) がある。 スレーターの規則は、ある軌道上にある電子が、他の電子…

焦電効果とは？ 焦電効果とは物質の両端に温度変化を与えたときに、その物質の端面に電荷が発生する現象のことです。例えば誘電体の結晶を加熱すると、その誘電体の表面が帯電します。この焦電効果のことをパイロ効果ともいいます。また、この焦電効果により…

低スピンと高スピンの電子配置について 分裂したd軌道に電子が1つだけ存在する八面体錯体を考える。 例えばTi3+イオンはこれに該当する錯体を形成する。水溶液中ではTi3+イオンは、[Ti(H2O)6]3+として錯イオンを形成している。このイオンのd電子はt2g軌道を…

超伝導体について 超伝導体とは電気抵抗が0でありマイスナー効果を示す物質である。この電気抵抗が0になった物質のことを完全導体ともいう。しかし、完全導体と超伝導体は同じ意味ではないため注意が必要である。 超伝導の他に超電導と書く場合もある。ちな…

13族元素について 13族元素はホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム(Tl)が当てはまる。 ホウ素は非金属元素であると考えられる場合もあるが、若干の金属的性質ももつため、半金属（メタロイド）に分類されることもある。他の…

絶縁体について 固体はその電気伝導性によって、金属、半導体(semiconductor)、絶縁体(insulator)の3種類に分類される。 ダイヤモンドは絶縁体である。ダイヤモンドは原子軌道同士の相互作用がゲルマニウムやケイ素よりもさらに強いためバンドギャップが大き…

半導体について 固体はその電気伝導性によって、金属、半導体(semiconductor)、絶縁体(insulator)の3種類に分類される。 半導体である物質としては、ケイ素やゲルマニウムのような単体、酸化チタンのような金属酸化物、硫化カドミウムのような一部の金属硫化…

金属の電気伝導性について 固体はその電気伝導性によって、金属、半導体(semiconductor)、絶縁体(insulator)の3種類に分類される。 金属のエネルギーバンドの特徴は、電子を含むエネルギーバンドのうちエネルギーが最も高い部分が一部しか専有されていないこ…

ウィーデマン-フランツの法則について 金属の性質の一つに熱をよく伝えるというものがある。一方で絶縁体は熱を伝えにくい物質である。 金属の熱伝導性が高いのは、自由電子が熱エネルギーのキャリヤーとなるからである。 金属を局所的に加熱した場合、その…

アレニウスの酸と塩基について 酸(acid)とは水溶液中で水素イオンH+を解離によって放出する物質であり、塩基(base)は水溶液中で水素化物イオンOH-を解離によって放出する物質である。 この定義により決められた酸・塩基のことをアレニウスの酸・塩基という。…

超酸について 超酸(super acid)とは、純粋な硫酸よりも強い酸性の溶液のことをいう。 水溶液系では、酸性度を表す尺度としてpHが使われるが、超酸のような非水溶媒の酸性度はpH以外の方法で酸性度を表す。なぜなら、pHは0~14の範囲で意味をもつが、超酸は非…

分光化学系列について 錯体の吸収スペクトルでは、可視部領域付近の弱い吸収帯の吸収極大波長が、配位子によって規則的に変化することが発見された。この遷移はd-d遷移であり、その遷移のエネルギーは配位子場分裂に対応している。そのため、強い配位子場を…

アダムソンの規則について アダムソンの規則(Adamson's rule)とはCr(III)錯体の光アクア化を総括して得られた、どの配位子が置換するかという経験則である。光アクア化反応とは、水に溶かした錯体に光照射したときに、配位子が水で置換される反応である。 ア…