無機化学のツボ



<Fe(OH)の化学式について>

 高校教科書の改定で,教科書からFe(OH)の記載がなくなった。
 Fe(OH)は存在するが,Fe(OH)は存在しない。
 X線による研究から,水溶液中でFe3+のまわりに取り巻く水分子は,6配位である。
 固体の結晶構造から類推すると,6配位の稜線ごとに接続してコロイドになり,沈殿していくようである。
 
 従って,2つ同時にOHがつくが,3つ同時にOHはつかないものと推測される。

 一方で,Al(OH)は存在する。Alは両性元素であり,OHとの親和性が高いようである。



<不動態>

 表面にち密な酸化被膜をつくるためには,陽イオンが小さくなければならない。したがって,第3,第4周期の3価の陽イオンが不動態になり やすい。
以下にイオン半径を挙げるが,イオン半径は,結晶構造から算出されるもので,配位数によって異なるものである。

         イオン半径
 Al3+(6配位) 0.053 nm
 Fe3+(6配位) 0.055 nm
 Co3+(6配位) 0.053 nm
 Ni3+(6配位) 0.056 nm
 Cr3+(6配位) 0.062 nm

 PbSO4,PbCl2も不動態の被膜になりうる。
 Pb2+は大きく,共有結合性が大きいので,酸化物イオンよりも大きな陰イオンと被膜を作りやすい。



<ヘキサフルオロケイ酸>

 ガラスは,強塩基とHFに溶ける。Si−O結合のかわりにSiーF結合が生成されるのを考えると,ガラスがHFに溶けるのは,Fの電気陰性度が大きいか らだと考えられる。
 FはSiに対して6配位である。このことから,d軌道にFの電子対が配位結合しているものと考えられる。さらに,6配位なので正八面体構造であると考え られる。
 この構造に関して,
 
 @ 3s軌道,3p軌道,3d軌道が混成

 A 混成しない
 3p軌道と3d軌道のエネルギー差が大き過ぎるので,@は考え難い。Aであろうが,Fイオンどうしの反発で,正八面体方向に配 位するのであろう。
 この考え方は,Alでも同様である。

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