ポーリングの化学結合論の思考の枠組み
原子軌道関数と結合の形成
ライナス・ポーリングは、量子力学の原理を化学結合の理解に応用した先駆者の一人です。彼は、原子が結合を形成する際に、原子軌道関数が重要な役割を果たすと考えました。
混成軌道と分子の構造
ポーリングは、原子軌道関数の混成という概念を導入しました。これは、異なる種類の原子軌道関数が混合して、結合の方向性や分子の幾何学的構造をより正確に説明できる新しい軌道関数を形成するというものです。例えば、炭素原子のsp3混成軌道は、メタン分子(CH4)の正四面体構造を説明する上で重要な役割を果たします。
電気陰性度と結合の極性
ポーリングは、原子が共有結合中の電子を引き付ける能力を示す尺度として、電気陰性度の概念を提唱しました。電気陰性度の差が大きい原子間では、電子が偏って共有されるため、極性結合が生じます。
共鳴と分子の安定性
ポーリングは、いくつかの分子やイオンでは、一つの電子式だけではその性質を十分に説明できないことを指摘し、共鳴という概念を提唱しました。共鳴構造は、電子の配置が異なる複数の構造式で表され、実際の分子はこれらの共鳴構造の重ね合わせとして表現されます。共鳴は分子の安定化に寄与すると考えられています。