この2つの理由から金は装飾品に用いられる。あれ?そういえばなんで金は銀より錆びにくく、あんな色に見えるんだろう。金の色と錆びにくさを説明するには実は「相対性理論」を用いなければならない。詳しい導出は私にとって理解不能のため省くが、単純化された原理はこうだ。・大きな原子になるほど電子の速度が非常に速くなる。・金くらい大きい原子になると電子の速度は光の速さに近づく。1s軌道の電子の速度は光速の58%ほどになり、このレベルになると相対論効果が無視できなくなる。・光速に近づくと、止まった状態より電子の質量が増える。(ここが相対論効果)・すると電子はより核に引きつけられ、s軌道は収縮し、安定化される。・s軌道が近づくと、外側のd軌道やf軌道は電荷のバランスを取るため逆に外に張り出す事になる。d軌道とf軌道のエネルギーは上がる。小難しいけれど、金はでかくて電子が速いので相対論効果の影響を強く受け、s軌道は安定に、d軌道は不安定になる。ことだけ把握すればOK。それを示したのが下図のAgHとAuHの結合エネルギーの比較。Rは相対論効果込み、NRは相対論効果を考慮していない計算結果。いずれも相対論効果によってs軌道とd軌道が近づくが、金のほうが圧倒的にその効果が大きい。AgHとAuHの結合エネルギーの比較。Rは相対論効果込み、NRは相対論効果を考慮していない計算結果(参考文献1より引用)これによって金の様々な特異な性質を説明できる。錆びない6s軌道が収縮して安定であるため、電子が取れにくい。イオン化エネルギーが高くなって酸化されにくくなる。先程も述べたように相対論効果により6s軌道と5d軌道のエネルギー差が小さくなる。その結果、紫色や青色の領域の光で励起されるので(=青色や紫色を吸収し)、あの金色に見える。均一系の金触媒として塩化金がよく知られている。ある事はよく知られている。イオン化エネルギーが高く酸化されにくいはずなのに三価をとれる。なんか一見矛盾している。(-_-)でもこの矛盾も相対論効果で説明できる!1つ目の電子は6s軌道から、2つ目と3つ目はd軌道の電子が取れる。よって1つ目の電子は安定化されているのでなかなかとれないが、一方d軌道のエネルギーは上がっているので電子が取れやすくなっている。そのため金はイオン化エネルギーが高いにも関わらず、三価の状態も取ることができる。強力なルイス酸ソフトな性質は金原子の大きさから説明できるが、なぜ金触媒はあんなに強いルイス酸性があるのだろう?その理由も相対論効果で、s軌道が収縮して安定化されて、LUMOが押し下げられるからである。Ag=1.93)ルイス酸性も強い。金触媒の代表的な反応:アルキンのヒドロアミノ化反応。アルキンに配位してLUMOを活性化する。)化学も本質を理解するためには物理が欠かせないね。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。コメント名前メールアドレスサイト次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。コメントデータの処理方法の詳細はこちらをご覧ください。Reserved.%d人のブロガーが「いいね」をつけました。