国家公務員総合職（化学・生物・薬学）H30年 問25解説

　問 題　　　　　

フッ化水素 HF の分子軌道に関する次の記述の ㋐〜㋓ に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。ただし、x、y、z 軸を図のように設定することとする。

「基底状態における HF分子の電子配置は（1σ）₂（2σ）₂（3σ）₂（1π）₄ である。このうち、1σ 及び 2σ 分子軌道は、それぞれ F 原子の 1s 及び 2s 軌道とみなせる。3σ 分子軌道は、H 原子の 1σ 軌道と F 原子の ㋐ 軌道の線形結合により近似でき、F 原子の ㋐ 軌道の 3σ 分子軌道に対する寄与は、H 原子の 1s 軌道よりも ㋑。これは H 原子の 1s 軌道のエネルギーに比べて F 原子の ㋐ 軌道のエネルギーの方が ㋒ ことから説明できる。二重縮重している 1π 分子軌道は㋓ である。」

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

㋐ ですが
問題文の図より、F 原子の Z 方向の π 軌道が相互作用していると考えられます。「2p_Z」です。正解は 3 ~ 5 です。

㋑、㋒ ですが
F の方が電気陰性度が高いので、電子は F の軌道により存在すると考えられます。従って、 H 原子の 1s 軌道のエネルギーに比べ、F 原子の 2pz 軌道のエネルギーの方が「（㋒）低い」です。このため寄与が「㋑ 大きい」ものとなります。

㋓ ですが
縮重している軌道２つにそれぞれ電子が入っているから、結合性軌道でも反結合性軌道でもおかしいと考えれば「非結合性軌道」であると判断できるのではないでしょうか。

以上より、正解は 4 です。