【高校化学】二量体とは。酢酸やフッ化水素はなぜ二量体になるの?簡単に説明してみた
難しい大学の入試問題に出てきがちな二量体に関する問題。
凝固点降下などで出題されますが、そもそも二量体がなんなのかがわかっていない人はとても多いですよね。
今回は、二量体とはなんなのか、なぜ酢酸やフッ化水素は二量体を作るのかをわかりやすく解説していきたいと思います。
ぜひ最後までご覧ください。
⭐︎ 二量体とは
二量体とは、同じ分子が2個、化学結合によってまとまったものを指します。
2つまとまって1分子と同じ振る舞いをするのです。
2つで1分子の振る舞いとはどのようなものか、酢酸を例にみてみます。
酢酸の二量体は以下のような状態です。
酢酸の化学式はCH3COOHです。
1分子分の分子量は60です。
けれども酢酸は二量体を作り、2分子で1分子のように振る舞いますので、
見かけの分子量は60×2で120となります。
⭐︎ なぜ二量体ができるのか
二量体ができる理由は、水素結合を有するからです。
水素とF(フッ素)、O(酸素)、N(窒素)は電気陰性度の差が大きいので、水素結合を作ります。
例えば酢酸の場合は、C=Oの酸素と、OHの水素が水素結合を作り、二量体になります。
同じく二量体を作る有名な物質にフッ化水素HFがあります。
フッ化水素は、分子間の水素とフッ素で水素結合を形成し、二量体となります。
ちなみにフッ化水素は空気よりも分子量が小さいのに(軽いのに)下方置換法で捕集します。
(空気の分子量は28.8、フッ化水素の分子量は20なので、本来は空気よりも軽く上方置換法がてきしているようにみえます。)
しかし、フッ素は二量体を形成し、フッ化水素2分子分の分子量40として振る舞います。
二量体の状態では空気よりも分子量が大きくなり、下方置換法が適していることとなります。
⭐︎ まとめ
二量体とは、2つの分子が化学結合によって1分子として振る舞うようになること。
二量体の代表例としては、酢酸やフッ化水素などがある。
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