薬剤師国家試験 第111回 問98 過去問解説

　問 題　　　　　

1 mol の金属イオン M と n mol の配位子 L は次のように反応して錯体 ML_n を生成する。最終反応生成物の ML_n は L と反応しないものとし、また、K は逐次安定度定数を表すものとすると、この錯体生成反応に関する記述として、正しいのはどれか。2つ選べ。ただし、M、L 及び ML のモル濃度はそれぞれ［M］、［L］及び［ML］と表すものとする。

\( \displaystyle \begin{aligned} \mathrm{M} + \mathrm{L} &\stackrel{K_1}{\rightleftharpoons} \mathrm{ML} \\[12pt] \mathrm{ML} + \mathrm{L} &\stackrel{K_2}{\rightleftharpoons} \mathrm{ML}_2 \\[12pt] &\vdots \\[12pt] \mathrm{ML}_{n-1} + \mathrm{L} &\stackrel{K_n}{\rightleftharpoons} \mathrm{ML}_n \end{aligned} \)

1. M と L との間で形成される配位結合は、共有結合の一種である。
2. K₁ は、\( \displaystyle K_1 = \frac{[\mathrm{M}][\mathrm{L}]}{[\mathrm{ML}]} \) によって表される。
3. 全安定度定数 β_n は、β_n ＝ K₁ ＋ K₂ ＋ … ＋ K_n によって表される。
4. M はルイス塩基、L はルイス酸である。
5. 最終反応生成物の ML_n は、L が単座配位子であるより、多座配位子である方が錯体としての安定度が高い。

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

選択肢 1 は妥当です。
配位結合は、配位子が非共有電子対を提供する共有結合の一種です。

選択肢 2 ですが
K₁ = [ML]/[M][L] です。分母と分子が逆です。選択肢 2 は誤りです。

選択肢 3 ですが
K₁ × K₂ = [ML]/[M][L] × [ML₂]/[ML][L] = [ML₂]/[M][L]² となります。これは n = 2 の時の全安定度定数です。

全安定度定数 β_n は、K₁ × K₂ × … × K_n = [ML_n]/[M][L]ⁿ と表せます。K₁ ＋ K₂ ＋ … ＋ K_n ではありません。選択肢 3 は誤りです。

選択肢 4 ですが
L が電子対を与えているため、L がルイス塩基です。M は電子対を受け取っているため、M はルイス酸です。選択肢 4 は誤りです。

選択肢 5 は妥当です。
同一の配位原子数を持つ場合、単座配位子よりも多座配位子が形成する錯体 (キレート錯体) の方が安定度が高くなります。これをキレート効果と呼びます。

以上より、正解は 1,5 です。