電子密度とは

の 電子密度 それは空間の与えられた領域で電子を見つけることがどれほどありそうかの尺度です。原子核周辺、または分子構造内の「近傍」内.

所与の点での電子の濃度が高いほど、電子密度は高くなり、したがって、それはその周囲とは区別され、化学反応性を説明する特定の特性を示すことになる。そのような概念を表現するためのグラフィックで優れた方法は、 静電ポテンシャルマップ.

例えば、S-カルニチンエナンチオマーの構造とそれに対応する静電ポテンシャルマップが上の図に示されています。虹の色で構成されたスケールを見ることができます。赤は電子密度が高い領域を示し、青は電子が不足している領域を示します.

分子が左から右へ移動するにつれて、我々は基-COから離れる。₂^-スケルトンCHに向かって₂-CHOH-CH₂, 色が黄色と緑色の場合は、電子密度の低下を示します。 -N（CH₃）₃⁺, 最も弱い電子領域、青.

一般に、電子密度が低い領域（黄色と緑色）は、分子内で最も反応性が低いです。.

索引

コンセプト

化学よりも、電子密度は物理的に物理的なものです。電子は静止したままではなく、一方の側から他方の側へ移動して電界を生成するからです。.

そしてこれらの電場の変化はファンデルワールスの表面（球のそれらのすべての表面）の電子密度の違いに由来する.

S-カルニチンの構造は球と棒のモデルで表されますが、それがそのファンデルワールス表面のものであれば、棒は消え、つや消しの球のセットだけが観察されます（同じ色で）。.

電子は、より電気陰性度の高い原子の周りを飛び回る可能性が高くなります。ただし、分子構造内に複数の電気陰性原子が存在する可能性があり、したがって、それら自体の誘導効果も発揮する原子のグループ.

これは、カラスが飛ぶときに電場が分子を観察することによって予測できる以上に変化することを意味します。すなわち、負電荷または電子密度の多かれ少なかれ分極があり得る。.

これは次のように説明することもできます。電荷の分布がより均一になる.

例えば、酸素原子を有するための−ＯＨ基は、その隣接原子の電子密度を引き付ける。しかし、S-カルニチンでは、電子密度の一部を-CO基に与えます。₂^-, 同時に基-N（CH）を離れる間₃）₃⁺電子不足が大きい.

タンパク質などの複雑な分子で誘導効果がどのように機能するかを推測するのは非常に複雑になる可能性があることに注意してください。.

構造内の電界のこのような違いの概要を把握するために、静電ポテンシャルマップの計算計算が使用されます。.

これらの計算は、正の点電荷を置き、それを分子の表面に沿って動かすことから成ります。電子密度が低いところでは静電反発力があり、反発力が高いほど青い色は強くなります.

電子密度が大きい場合、赤色で表される強い静電引力があります。.

計算では、すべての構造的側面、リンクの双極子モーメント、すべての非常に電気陰性の原子によって引き起こされる誘導効果などが考慮されます。そしてその結果、あなたはそれらのカラフルな表面と視覚的な魅力を手に入れる.

上記はベンゼン分子の静電ポテンシャル図です。環の中心にはより高い電子密度があるが、その「点」は青みがかった色であるが、それは電気陰性度がより低い水素原子のためである。また、この電荷分布はベンゼンの芳香族性によるものです。.

この地図では緑色と黄色の色も観察され、貧弱で電子が豊富な領域への近似を示しています。.

これらの色はSカルニチンとは異なる独自のスケールを持っています。したがって、-COグループを比較するのは正しくありません。₂^- そして芳香環の中心、どちらも地図上で赤い色で表されています。.

両者が同じカラースケールを保っていると、ベンゼンマップ上の赤い色がかすかなオレンジ色に変わったことがわかります。この標準化の下では、静電ポテンシャルマップを比較することができ、したがって、いくつかの分子の電子密度を比較することができます。.

そうでなければ、地図は個々の分子の電荷分布を知るために役立つだけであろう。.

静電ポテンシャルのマップ、したがって電子密度の高い領域と低い領域を観察すると、分子構造内で化学反応が起こる場所は予測できます（すべてのケースではありません）。.

電子密度の高い地域は、電子を要求または必要とする周辺の種に電子を「提供」することができます。これらの種には、負に帯電している、E⁺, それらは求電子剤として知られています.

したがって、求電子剤は、赤色で表される基（−ＣＯ基）と反応することができる。₂^- そしてベンゼン環の中心）.

電子密度が低い領域では、負に帯電した種、または共有する電子を含まない対を持つ種と反応します。後者は求核剤として知られています.

基-N（CHの場合）₃）₃⁺, 窒素原子が電子を得るように反応します（還元されます）。.

原子内では電子は非常に速い速度で移動し、同時にいくつかの空間領域に存在することができます。.

しかしながら、核の距離が増すにつれて、電子は電子位置エネルギーを獲得し、それらの確率分布は減少する。.

これは、原子の電子雲が定義された境界を持たず、ぼやけていることを意味します。したがって、原子半径を計算するのは簡単ではありません。そうでなければ、それらの原子核の距離の差を確立する隣人がいます、その半分は原子半径と見なすことができます（r = d / 2）.

原子軌道、およびそれらの放射状波と角波の機能は、それらを原子核から隔てる距離に応じて電子密度がどのように変化するかを示しています。.

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