30 関係: 反結合性軌道、二面角、トランス (化学)、ピコメートル、フッ素、フェニル基、分子構造、アノマー効果、アルケン、シクロヘキサンの立体配座、シス (化学)、ジアステレオマー、四塩化炭素、立体化学、立体配座、立体電子効果、米国化学会誌、結合定数 (物理学)、結合角、結合長、超共役、赤外分光法、In silico、P軌道、X線回折、森野米三、水島三一郎、溶媒効果、曲がった結合、1,2-ジクロロエタン。
反結合性軌道
H2 1sσ* 反結合性分子軌道 化学結合理論において、反結合性軌道(はんけつごうせいきどう、antibonding orbital)は、電子によって占有された場合に2つの原子間の結合を弱め、分かれた原子の状態よりも分子のエネルギーを上昇させる分子軌道の一種である。このような軌道は核間の結合領域に1つ以上の節を持つ。この軌道における電子の密度は結合領域の外側に集中し、核を互いに遠ざけ、2つの原子間に相互反発を生じさせる。.
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二面角
thumb 二面角(にめんかく、dihedral angle)は、2つの平面(またはその部分集合)がなす角度である。たとえば、二面角が0なら2面は平行(同一の場合を含む)で、π/2(90°)なら垂直である。 二面角は、法線同士の角度として定義される。つまり、2面の法線ベクトルをa・bとすると二面角 は で表せる。cosを取っているため、二面角は2π(360°)の周期性を別にしても一意には決まらないが、通常は0~π(180°)の範囲で表す。ただし、多面体の面など内側と外側を区別する場合は、0~360°の範囲で表す。また、内側・外側も面の向きも区別しない場合は、 と絶対値を取り、0~π/2(90°)の範囲で表す。2つの平面は鋭角と鈍角の2つの角度を為すので、そのうち鋭角のほうを取っていることになる。 二面角は、2面に垂直な平面(平行移動の自由度を残して決まる)での断面内で考えると、通常の直線同士の角度に還元できる。面の断面は直線なので、断面の2直線がなす角度が2面の二面角である。 二面角は、3つの(零でない)ベクトルa・b・cに対しても定義でき、面ab(ベクトルaとベクトルbを含む面)と面bcの二面角を考える。また、4つの(異なる)点A・B・C・Dについても、面ABCと面BCDの二面角を考える。面ABCと面BCDの二面角が0でない場合、直線ABと直線CDはねじれの位置にある。このため、ねじれ角 (torsion angle)ともいう。.
トランス (化学)
トランス (trans) とは、有機化合物や無機化合物の立体化学について、2個の置換基の位置関係を示す用語のひとつで、「シス」(cis) との対として用いられる。ほか、いくつかの化学用語で接頭語とされている。.
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ピコメートル
ピコメートル(Picometre、記号 pm)は、国際単位系の長さの単位で、10−12メートル (m)。.
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フッ素
フッ素(フッそ、弗素、fluorine)は原子番号 9 の元素。元素記号はラテン語のFluorumの頭文字よりFが使われる。原子量は 18.9984 で、最も軽いハロゲン元素。また、同元素の単体であるフッ素分子(F2、二弗素)をも示す。 電気陰性度は 4.0 で全元素中で最も大きく、化合物中では常に -1 の酸化数を取る。反応性が高いため、天然には蛍石や氷晶石などとして存在し、基本的に単体では存在しない。.
フェニル基
フェニル基 (phenyl group) またはフェニル環 (phenyl ring) は化学式 C6H5 で表されるベンゼンに似た原子団である。6つの炭素原子が平面をつくり、そのうち5つは水素と結合している。フェニル基は有機化学の分野で頻繁に登場する。.
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分子構造
分子構造(ぶんしこうぞう、molecular structure、molecular geometry)とは、分子の幾何学的構造をいい、例えば原子間距離や配向などをさす。分子構造を調べるには、主に回折法と分光法が用いられる。.
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アノマー効果
D-グルコピラノースのα-およびβ-アノマー。 有機化学において、アノマー効果(アノマーこうか、anomeric effect)あるいはエドワード=レミュー効果(Edward-Lemieux effect)は、立体電子効果の一つである。シクロヘキサン環内のヘテロ原子に隣接するヘテロ原子性置換基が、立体的考察から予測される障害の少ないエクアトリアル配置ではなくアキシアル配置を好む傾向を説明する。1955年に、J・T・エドワードによってピラノース環において初めて観測された。 「アノマー効果」という用語は1958年に導入された。この名称は、ピラノースのC-1位炭素を指定する用語である「アノマー」炭素から来ている。アノマー炭素における立体配置のみが異なる異性体は「アノマー」と呼ばれる。グルコピラノースのアノマーはジアステレオマーである。β-アノマーはエクアトリアル位にOH基を持ち、α-アノマーはアキシアル位にOH基を持つ。 アノマー効果は、一般式C-Y-C-X(Yは1つ以上の非共有電子対を持つヘテロ原子、Xは電気陰性原子あるいは基)を持つシクロヘキシルあるいは鎖状系にも一般化することができる。アノマー効果の度合いは糖の場合はおよそ1~2 kcal/molと見積られるが、全ての分子で異なる。 377px 上図の場合、シクロヘキサン環(上)上のメトキシ基はエクアトリアル位を好む。しかしながら、テトラヒドロピラン環(下)では、メトキシ基はアキシアル位を好む。これは、シクロヘキサン環ではYが炭素(ヘテロ原子ではない)であるためで、この場合はアノマー効果は観測されず、立体効果が支配的である。テトラヒドロピラン環では、Yがヘテロ原子の酸素であるため、アノマー効果が置換基の配向に寄与し、安定化する。どちらの場合もX.
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アルケン
アルケン(、)は化学式 CnH2n (n≧2) で表される有機化合物で、C-C間の二重結合を1つ持つ。すなわち、不飽和炭化水素の一種。エチレン系炭化水素、オレフィン (olefin)、オレフィン系炭化水素とも呼ばれる。C-C二重結合を構成している2つπ結合1つとσ結合1つから成り立っており、このうちπ結合の結合エネルギーはC-H結合のものよりも小さく、付加反応が起こりやすい。例えばエテン(エチレン)と塩素の混合物に熱を与えると 1,2-ジクロロエタンが生成する。.
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シクロヘキサンの立体配座
ヘキサンの立体配座(シクロヘキサンのりったいはいざ、cyclohexane conformation)は、シクロヘキサン分子がその化学結合の完全性を保ちながら取ることができる複数の三次元形状のいずれかである。 平らな正六角形の内角は120º であるが、炭素鎖における連続する結合間の望ましい角度は約109.5º (正四面体の中心と頂点を結ぶ直線のなす角)である。したがって、シクロヘキサン環は、全ての角度が109.5º に近づき、平らな六角形形状よりも低いひずみエネルギーを持つ特定の非平面立体配座を取る傾向にある。最も重要な形状はいす形、半いす形、舟形、ねじれ舟形である。シクロヘキサン分子はこれらの立体配座間を容易に移ることができ、「いす形」と「ねじれ舟形」のみが純粋な形で単離することができる。 シクロヘキサンの立体配座は配座異性の古典的な例であるため有機化学において広く研究されてきており、シクロヘキサンの物理的および化学的性質に顕著な影響を与えている。.
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シス (化学)
(cis) とは、有機化合物や無機化合物の立体化学について、2個の置換基の位置関係を示す用語のひとつで、「トランス」(trans) との対として用いられる。.
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ジアステレオマー
酒石酸には 3 つの立体異性体があり、このうち D 体とメソ体、L 体とメソ体がそれぞれジアステレオマーの関係にある。 ジアステレオマー (Diastereomer) は化学物質の異性体のひとつ。立体異性体のうち、鏡像異性体(エナンチオマー)でないものをいう。幾何異性体(シス-トランス異性体)もジアステレオマーに含まれる。偏左右異性体という訳語が稀に用いられる。 化合物 A が化合物 B のジアステレオマーである場合、A と B の分子式や化学結合の様式は等しいが、平行移動や回転操作を施してもぴったりと重ね合わせることはできない。また、A の鏡像も B とは重ならない。.
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四塩化炭素
四塩化炭素(しえんかたんそ、carbon tetrachloride)あるいはテトラクロロメタン(tetrachloromethane)は、化学式 CCl4 で表される化学物質。.
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立体化学
立体化学(りったいかがく、英語:stereochemistry)とは、分子の3次元的な構造のこと、あるいはそれを明らかにするための方法論や、それに由来する物性論などを含めた学問領域をいう。 化学物質の立体的な構造は、その物性に極めて大きな影響を及ぼす。したがって、立体化学は化学のなかでも最も基本的かつ重要な項目である。基本的な分野であるため、講義科目や教科書名で多用される用語である。.
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立体配座
立体配座(りったいはいざ、Conformation)とは、単結合についての回転や孤立電子対を持つ原子についての立体反転によって相互に変換可能な空間的な原子の配置のことである。 二重結合についての回転や不斉炭素についての立体反転のように通常の条件では相互に変換不可能な空間的な原子の配置は立体配置という。.
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立体電子効果
立体電子効果(りったいでんしこうか、stereoelectronic effect)とは、ある特定の立体配座や立体配置においてのみ働く軌道間の相互作用によって、化合物の構造や安定性や反応性に影響が及ぶことをいう。 軌道同士が相互作用するためには空間的に近接しなければならないので、化合物がある特定の立体配座や立体配置をとった時にだけ相互作用が働くことがある。するとその特定の配座や配置が安定化されたり、それらの持つ反応性が強調されることになる。.
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米国化学会誌
米国化学会誌 (べいこくかがくかいし、Journal of the American Chemical Society) はアメリカ化学会により発行されている学術雑誌である。略記はJ.
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結合定数 (物理学)
物理学における結合定数(けつごうていすう、coupling constant)とは、粒子間の相互作用の強さを決定する物理量である。物理的な系を記述するラグランジアンやハミルトニアンは運動項と相互作用項に分離でき、結合定数は運動項に対する相互作用項の大きさや、相互作用項同士の大きさの比を示す係数として現れる。.
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結合角
結合角(けつごうかく、bond angle)とは分子構造の構造要素の一つで、それぞれの原子から伸びている2つの化学結合のなす角度を示す。ともいう。結合相手の原子の方向が化学結合の方向だとして計算される角度を結合角とみなすこともあるが、曲がった結合を形成していると考える場合はこれらは一致しない。 分子軌道は混成軌道関数の方向因子によって決定づけられるため、結合角も結合の不飽和度の違いにより変化する。すなわち炭素の場合sp3軌道のメタンは109.5°のであり、sp2軌道のエチレンは120度、sp軌道のアセチレンは180度の結合角をもつ。 結合角は孤立電子対が存在すると混成軌道に影響を与えるため、同一元素周期元素の水素化物であるメタン、アンモニア、水とを比較すると、孤立電子対の数に応じてアンモニア(1つ)、水(2つ)の順に結合角がわずかに小さくなっている。すなわち、sp3軌道と孤立電子対の軌道との反発あるいは孤立電子対軌道同士の反発により結合角はわずかに変化する(記事 原子価殻電子対反発則 に詳しい)。 結合角に関する「3つの原子の位置で作られる角度」と「結合角」とは必ずしも一致しない。これはσ結合が同一軸上に存在する場合に結合力が最大ではあるが、並行するπ軌道から構成されるπ結合にも結合力が働くように、σ結合が同一軸上無くとも結合力が減弱するだけで結合自体は形成される。この様に同一軸上に無いσ結合による結合は曲がった結合と呼ばれる。.
結合長
分子構造において、結合長(Bond length)または結合距離(Bond distance)は、分子内の2つの原子の間の平均距離である。.
超共役
超共役(ちょうきょうやく、hyperconjugation)とは、σ軌道(通常は炭素-水素結合)の電子が空間的に近い位置にあるπ*軌道あるいは空のp軌道と相互作用する現象のことである。 空間的に近い位置に2つのπ結合が存在する場合、それらを構成する軌道間に相互作用が起こって軌道のエネルギーや電子分布に変化が生じ、その結果物質の物性などに変化が生じる。このように2つのπ結合が相互作用する現象は共役と呼ばれる。この共役の概念をσ結合とπ結合の間の相互作用にまで拡張したのが超共役の概念である。 1935年にJ・W・ベーカー (J.W.Baker) とW・S・ネーサン (W.S. Nathan) によってハロゲン化ベンジルの求核置換反応に対するベンゼン環上のアルキル基の効果を説明するために提唱された。 超共役は共鳴理論によれば以下の共鳴構造式によって説明される。 すなわち水素が陽イオン、炭素が陰イオンとなった形の共鳴構造の寄与によって、二重結合はより電子密度が上昇し求電子性が上昇する。アルキル基が電子供与性基としてふるまうのはこのためである。 また、炭素-水素結合と炭素-炭素二重結合の結合距離が伸び、炭素-炭素単結合の結合距離が縮む。このことによっても超共役が起こっていることを知ることができる。 分子軌道法では炭素-水素結合のσ軌道とπ*軌道の相互作用により、軌道のエネルギー準位や電子分布が変化することによって説明される。この相互作用により炭素-水素結合の電子がπ*軌道の方へと非局在化し、エネルギー準位が低下しより安定化する。また、π*軌道のエネルギー準位は逆に上昇して不安定化し、その結果求核剤による攻撃を受けにくくなる。軌道同士の相互作用の大きさは相互作用する2つの軌道のエネルギー準位が近いほど大きい。エネルギー準位は普通、π*軌道>炭素-水素結合のσ軌道>炭素-炭素結合のσ軌道の順に低くなる。 そのため、超共役の効果は炭素-水素結合によるものの方が大きい。カルボカチオンやラジカルの安定性が第3級>第2級>第1級>メチルの順になるのはこのためである。.
赤外分光法
赤外分光法(せきがいぶんこうほう、、 略称IR)とは、測定対象の物質に赤外線を照射し、透過(あるいは反射)光を分光することでスペクトルを得て、対象物の特性を知る方法のことをいう。対象物の分子構造や状態を知るために使用される。.
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In silico
(イン・シリコ)は、''in vivo'' (生体内で)や ''in vitro'' (ガラス、すなわち試験管内で)などに準じて作られた用語で、文字どおりには「シリコン内で」の意味であり、実際には「コンピュータを用いて」を意味する。バイオインフォマティクスなどの研究で頻繁に見られる表現である。 silico はシリコン(ケイ素)で、コンピュータの半導体にシリコンが使われていることからこのような表現になった。 分子生物学などの実験や測定は通常、ウェット (wet) と呼ばれるように細胞や各種の生体分子を実際に取り扱いながら行われる。それに対して、実験や測定に関連するシミュレーション計算など、実際に対象物を取り扱わず計算で結果を予測する手法を指して と呼ぶ。.
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P軌道
p軌道の角度依存、赤は正、青は負の符号を示している p軌道(ピーきどう)とは、原子を構成している亜鈴状の電子の軌道のひとつである。 方位量子数は1で、L殻以降の電子殻(2以上の主量子数)についてpx,py,pzという異なる配位の3つの軌道が存在する。各電子殻(主量子数)のp軌道は主量子数の大きさから「2p軌道」(L殻)、「3p軌道」(M殻)のように呼ばれ、ひとつの電子殻(主量子数)のp軌道にはスピン角運動量の自由度と合わせて最大で6つの電子が存在する。s軌道の波動関数は球対称だが、3つのp軌道はそれぞれx軸、y軸、z軸に対する軸対称な波動関数をしている。 p軌道のpは「principal」に由来し、ほぼすべての元素で観測されること、また励起pから基底sへの遷移スペクトル強度が大きいことから、主要な、第一の、と意味づけられた。.
X線回折
X線回折(エックスせんかいせつ、、XRD)は、X線が結晶格子で回折を示す現象である。 1912年にドイツのマックス・フォン・ラウエがこの現象を発見し、X線の正体が波長の短い電磁波であることを明らかにした。 逆にこの現象を利用して物質の結晶構造を調べることが可能である。このようにX線の回折の結果を解析して結晶内部で原子がどのように配列しているかを決定する手法をX線結晶構造解析あるいはX線回折法という。しばしばこれをX線回折と略して呼ぶ。他に同じように回折現象を利用する結晶構造解析の手法として、電子回折法や中性子回折法がある。.
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森野米三
森野 米三(もりの よねぞう、1908年8月31日 - 1995年10月24日)は、物理化学者。東京大学名誉教授。 大阪府生まれ。東京帝国大学卒。名古屋帝国大学教授を経て、1948年東京大学教授に就任。相模中央化学研究所長。赤外線吸収と相補的な情報を与えるラマン効果に注目する。他にも気体電子線回折及びマイクロ波分光による分子構造の研究や多原子分子の振動と回転の相互作用を解明する。.
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水島三一郎
水島 三一郎(みずしま さんいちろう、1899年3月21日 - 1983年8月3日)は、日本の化学者。東京大学名誉教授。専門は構造化学・分子構造・分子科学。分子構造論の世界的先駆者。日本学士院会員。.
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溶媒効果
化学において、溶媒効果(ようばいこうか、)とは反応性もしくは分子の会合に対して溶媒が及ぼす影響を指す。溶媒は溶解度、安定性、反応速度に影響を及ぼすため、適切な溶媒を選択することにより化学反応をできる。.
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曲がった結合
曲がった結合(まがったけつごう、bent bond)またはバナナ結合とは有機化学に現れる用語で、いくぶんバナナを連想させる形をした共有結合のことである。この言葉はシクロプロパン C3H6のような「曲がった」構造を持つ分子の電子密度や立体配座の説明をするとき、またはσ結合とπ結合を考えずに二重結合や三重結合を説明するときに使われる。.
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1,2-ジクロロエタン
1,2-ジクロロエタン(1,2-Dichloroethane, DCE)は、ハロゲン系炭化水素に属する有機化合物である。二塩化エチレン(ethylene dichloride, EDC)とも呼ばれる。主に塩化ビニルモノマー(クロロエチレン)の生産に用いられ、ポリ塩化ビニルの前駆体とされる。また他の有機化合物の合成においても有用な反応中間体として使われたり、溶媒として用いられたりもする。クロロホルム様の臭気を持つ無色の液体である。.
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