3/20 学習記録 +フッ素の撥水性について

勉強時間 14.5H

<内訳>
・トライアルシリーズ 7H(講座視聴+作業)
・化学 5.5H
・物理 1.5H
・講座視聴 0.5H

0598_Hydroxide_vs_Hydrate_(Q_and_A)
0984_アルケンへのハロゲン付加メカニズム

●トライアルシリーズ
・化学知識の抜けによるミスはない
・調べ方が足りていない部分が幾つかある

●化学
・化学表現収集
・岡野の化学
 TC0148_岡野の化学(148)基本単位・熱化学
 TC0149_岡野の化学(149)反応熱
・電池の明細書
 岡野の化学で電気分解あたりがとても興味深かったので、電池に関する明細書を読み始めました。ちょっと気になったのがフッ素に関する記述。
(最近ハロゲンや極性の話が多めですね…。)

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難燃溶媒であるパーフルオロポリエーテルは、フッ素原子の大きな電気陰性度により、電子の揺らぎが小さい。このため、パーフルオロポリエーテルは、極性が小さい。[特開2017-224591]
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この文章。「~フッ素原子の大きな電気陰性度により、電子の揺らぎが小さい。」
まではOKです。
電気陰性度が大きいので原子が電子を引き寄せる力が強い、と言うことを「電子の揺らぎが小さい」、と表現しているのだと思います。

ただ極性が小さくなるのがよく分からない。
たしかにレインコートなどの撥水性のフッ素コーティングと言うのものがあるくらいだから、水に溶けない=極性は小さいんだろうな、とは思う。
でもC-F結合は分極しているから極性溶媒である水に溶けそうな気もする。

以下サイトを参照したところ、どうやらフッ化炭素鎖のらせん構造が関係している模様。
http://www.kuchem.kyoto-u.ac.jp/organization/lab/yoeki.html
https://www.jstage.jst.go.jp/article/yukigoseikyokaishi1943/45/6/45_6_561/_pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/kakyoshi/64/5/64_228/_pdf
以下引用。
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フッ素原子同士の立体障害と静電反発によりらせん構造をとり(図 1A),12 個のCF2-CF2結合でちょうど180°回転する。n≧9 で は,8 個 のCF 2-CF 2 結合ごとに双極子が 120° の角度をなすため(図1B)、双極子を打ち消すようフッ化炭素鎖が六角形型に自己集合的に配向する(図 1C)。
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うーん…ちょっと具体的にイメージするのが難しいのですが、一部を簡単に書くとこんな感じなのかな、と。

「12 個のCF2-CF2結合でちょうど180°回転する」ってことなので(図示せず)、その12個を1単位とすると、その単位毎に双極子モーメントの方向が正反対を向いていることになるので、ベクトルを互いに打ち消しあっていることになるんだと思います。

個々でみれば極性はあるんだけど、集合体としてみると極性がない、って状態なのかな。
とりあえず分子と集合体とでは性質を分けて考えた方が良いのでしょう。


●物理

TP0076_橋元・物理基礎(76)~合成抵抗と消費電力

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<明日やること>
・トライアルシリーズ
・化学
・物理
・化学表現収集

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