無機化学のツボ＜Ｆｅ（ＯＨ）３の化学式について＞ 高校教科書の改定で，教科書からＦｅ（ＯＨ）３の記載がなくなった。 Ｆｅ（ＯＨ）２＋は存在するが，Ｆｅ（ＯＨ）３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）３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， ① ３ｓ軌道，３ｐ軌道，３ｄ軌道が混成 ② 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，①は考え難い。②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。 |