電通大 情報理工学研究科 基盤理工学専攻 専門科目（無機・有機化学・物理化学） 2025年度 院試 解答例・解説

錯体場分裂の判定

高スピン・低スピンの問題では，最初に金属の酸化数と $d$ 電子数を決める。今回の2つの Fe 錯体はいずれも $d^6$ なので，違いは配位子による $\Delta_o$ の大きさだけに帰着する。CN${}^-$ は強い場の配位子，水は弱い場の配位子であるという定性的知識とも一致する。

VSEPR の使い方

VSEPR は「分子形の名前」を暗記するだけでは点が伸びない。孤立電子対も含めた電子領域の幾何を先に書き，その後で原子核の配置だけを読めば，四角錐形やシーソー形を取り違えにくい。

有機反応の答案で落としやすい点

反応名だけでなく，どの結合が切れ，どの結合ができるかを書く。特に E2 では反平行，Wittig ではカルボニル炭素への付加と oxaphosphetane 経由，mesylate の置換では乾燥・極性非プロトン性条件の意味まで添えると，生成物の妥当性を説明できる。

光吸収はエネルギー差の逆数

HOMO--LUMO 間隔が小さいほど吸収は長波長側へ移る。二面角が大きくなると $\pi$ 軌道の重なりが減るため，共役で得られる準位分裂が小さくなり，分子全体は単量体2個に近づく。この方向を押さえれば，準位図の選択と吸収波長の比較を同時に判断できる。

速度式の低温極限と高温極限

複雑に見える速度式でも，分母のどちらが大きいかで近似すれば意味が見える。低温では $k_a$ が小さいので反応過程そのものが効き，高温では $k_a$ が十分大きくなって遭遇対形成の速さが上限になる。計算値でも $100\,\mathrm{K}$ では $k_a=2.1\times 10^2$ と $k'_d$ より極端に小さく，$400\,\mathrm{K}$ では $k_a=6.7\times 10^8$ と $k'_d$ を上回る。

単位の確認

$[X][Y]$ は $\mathrm{mol^2\,L^{-2}}$，$k_d$ は $\mathrm{L\,mol^{-1}\,s^{-1}}$，$k_a/(k_a+k'_d)$ は無次元なので，最終的な $v$ は $\mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ になる。数値計算で桁を誤ったときは，この単位確認で気づきやすい。