薬学生のノートまとめ

疎水性相互作用

水溶液中に油などの疎水分子が存在すると、疎水分子が水を避けて集まろうとします。

あたかも疎水分子間に引力が働いているように見えます。

青い丸・・・水分子

オレンジ・・・疎水分子

このように疎水分子が集まる（会合）することにより疎水分子の周りの水分子が構成していた三次元的な水分子間の構造が破壊され、エントロピーが増大します。

このような現象は生体内ではタンパク質の工事構造の安定化（疎水基を多く持つアミノ酸は内側をむくことで構造が安定する。）や薬物と血漿蛋白との結合に関与します。

身近な例ですと、洗剤があります。

洗剤の中の界面活性剤は炭化水素基からなる疎水基と親水基が結合した構造を持っています。

その界面活性剤を水溶液中に入れると疎水基は水分子を避けるように内側に、親水基は外側に向けて会合してミセルを形成します。

詳しくはこちらを参照してください。

どうして汚れはおちるの？ケミカル・ワンダータウン

電荷移動錯体

電子供与体Dから電子受容体Aへ部分的な電子の移動により系を安定化する結合です。

電子の移動が完全に行われる⇆電子が移動しない
間に共鳴が起こり安定化します。
このとき新しい軌道（吸収帯）が紫外領域に現れることが特徴です。

例）電子供与体D　ー　電子受容体A

　　　ベンゼン　ー　　ヨウ素錯体

　　　アミン　　ー　　ヨウ素錯体

　　　アミン類　ー　　金属イオン

化学結合・分子間相互作用のまとめ

				ポテンシャルエネルギー	力
化学結合	共有結合		非常に強い	-	-
化学結合	イオン結合(クーロン力)		非常に強い	rに反比例比較的長距離	r２に反比例（クーロン力）
分子間相互作用	水素結合		強い	-	-
	ファンデルワIルス力	永久双極子ー双極子	比較的強い	r３に反比例近距離	-
		永久双極子ー誘起双極子	比較的弱い	r６に反比例ごく至近距離	-
		瞬間双極子ー誘起双極子（ロンドン分散力）	非常に弱い	r６に反比例ごく至近距離	-

化学結合

原子は原子核と電子から構成されています。さらに、原子核は陽子と中性子
から構成されています。
原子の状態によって、イオン結合、共有結合、金属結合に分類されます。

イオン結合	陰イオンと陽イオン間の静電的な引力（クーロン力）でできる結合
共有結合	原子間での共有電子対と原子核間の引力
金属結合	自由電子と金属原子の静電的引力

イオン結合と共有結合の違い

共有結合とイオン結合の間には本質的な違いは何もありません。

では、どうやってその二つを分けているのでしょうか。
共有された電子の偏り具合で決めるのです。
異種原子間の結合では、二つの原子が同じじゃありませんからどちらかの原子にある程度電子が偏って分布します。
このときの偏りが50％に達しなければ共有結合、50％を超えればイオン結合と言います。
具体的には電気陰性度の差が1.7以上あればイオン結合と言えます。

金属結合は共有結合の派生⁉︎

金属元素は最外殻電子を放出して陽イオンになりやすく、放出された電子は自由電子
として複数の金属原子間を動き回ることができます。
金属原子の核電荷と自由電子の負電荷の間に生じる静電的引力により金属結合が形成されます。

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化学結合には他にも配位結合というものがありますね。

配位結合

配位結合とはある原子の電子対が他の原子に提供されて両者で電子対を
共有する結合です。

錯体は中心金属に配位子が配位することでできます。

＊たまに聞かれる結晶場理論って何？

https://blog.hatena.ne.jp/aribabi/aribabi.hatenablog.com/edit?entry=17391345971620559373

分子間相互作用

ファンデルワールス力とは分子間相互作用の中で中性分子・原子間に働く斥力・引力の総称であり、ポテンシャルエネルギーが分子間距離の６乗に反比例するものをいいます。
ほとんどの物質間で作用して、コロイド粒子間や粉体粒子間にも見られます。

双極子の種類

①永久双極子

結合に関与する原子間の電気陰性度の差による双極子です。

電気陰性度が異なる原子同士が結合していると、わずかに電荷に偏りが生じます。

N-H結合ではNの方が電気陰性度が高いのでNが少しマイナスの電荷を帯び（δー）、Hが少しプラスの電荷（δ＋）を帯びることになります。

電気陰性度が強いということは電子を引き付ける力が強いということです。電子はマイナスの電荷を帯びているので、電気陰性度が強い窒素原子の方がマイナスの電荷を帯びるということが理解できます。

このように正電荷と負電荷の偏りが非常に近くで存在している状態を分極といい、分極している分子を双極子といいます。