化学課題：第2周期等核二原子分子の分子軌道と結合長の変化

化学の課題に関して、第2周期の等核二原子分子（B2、C2、F2）の一電子付加に関する問題について解説します。具体的には、電子が収容される分子軌道や、結合長の変化についての理屈を理解し、問題に答えるためのステップを説明します。

(a) B2、C2、F2それぞれについて一電子付加の際にその電子が収容される分子軌道

まず、B2、C2、F2の分子軌道について説明します。これらの分子は、同じ周期に属し、電子の配置が異なります。まず各分子の電子配置を確認しましょう。

B2の分子では、最外殻の電子は2つのp軌道に入り、C2ではさらに2つのp軌道、F2では2つのp軌道とσ軌道に収容されます。

このため、各分子において一電子が付加される場合、その電子は分子軌道の最もエネルギーの高い空軌道に入ります。例えば、B2の場合、電子が追加される軌道はσ*2p軌道となり、C2およびF2では、それぞれσ*2pおよびπ*2p軌道に電子が追加されることになります。

次に、B2、C2、F2の中で一電子付加によって結合長が伸びるものを考えます。一般的に、分子に電子を追加すると、結合の強さが変化します。特に一電子付加が結合長を伸ばす場合、これは結合軌道の占有率が増加し、結合力が低下することに関連しています。

この場合、B2やC2では結合力が弱まるため、結合長がわずかに伸びることがあります。F2に関しては、電子がすでに十分に占有されており、結合長が伸びる影響はほとんど見られないことが一般的です。

したがって、B2とC2の分子においては、一電子の付加によって結合長が伸びる可能性が高いです。

第2周期の等核二原子分子であるB2、C2、F2の一電子付加に関して、分子軌道の理解が重要です。各分子における電子配置に基づき、一電子がどの軌道に収容されるかを正しく判断し、結合長の変化を予測することができます。

このような問題を解くには、分子軌道理論を理解し、各分子の電子配置をしっかりと把握することが鍵となります。