共有結合に関する10の事実

共有結合に関する10の事実

共有結合に関する10の事実

何が宇宙をくっつけているのか疑問に思ったことはありますか?ここにヒントがあります:それは宇宙の瞬間接着剤の工業用サイズの瓶ではありません。いいえ、物事をまとめる秘訣は、原子価結合と呼ばれる化学結合プロセスです。原子の外殻にある電子が互いに結合して分子を形成します。共有結合は、宇宙で最も強力な結合の一部です。



共有結合の父-アーヴィング・ラングミュア

共有結合

化学科学の世界は1919年に共有結合の原理に導入されました。将来のノーベル賞を受賞した化学者アーヴィングラングミュアは、最外殻の電子によって形成される分子結合または原子の原子価を表す用語を作り出しました。 「共有結合」という用語は、1939年に最初に使用されました。



アメリカの化学者、アーヴィング・ラングミュアは、1881年1月31日にニューヨークのブルックリンでチャールズ・ラングミュアとセイディ・カミングスの4人の息子の3番目として生まれました。ラングミュアは、1903年にコロンビア大学の鉱山学校を冶金エンジニアとして卒業し、修士号と博士号を取得しました。 1906年に化学の博士号を取得しました。彼の表面化学の研究は、1932年にノーベル化学賞を受賞しました。



原子と分子-それらは本当に重要ですか?

3D共有結合

簡単に言えば、原子がなければ宇宙は存在しなかったでしょう。これは、原子が物質の基本的な構成要素であるためです。物質とは正確にはどういう意味ですか?物理学および化学科学では、「物質」は、特にエネルギーとは異なり、空間を占有し、静止質量を有するものとして定義されます。つまり、普遍的な一言で言えば、「問題」がすべてです。



原子は、陽子、中性子、電子の3つの基本的な亜原子粒子で構成されています。陽子は、正の電荷を維持する亜原子粒子です。中性子は、正電荷も負電荷も持たない、つまり中性の亜原子粒子です。陽子と中性子が結合して原子核を構成します。最終的な亜原子粒子タイプである電子は、負の電荷を維持し、雲のように原子核を周回します。



では、分子とは何ですか?分子は、結合を形成するのに十分なほど他の原子に引き付けられる原子にすぎません。原子価結合。

分子結合-原子価結合の種類

科学共有結合

原子が互いに結合して分子を形成する場合、プロセスはいくつかの異なる方法で発生する可能性があります。原子が結合する主な方法は共有結合として知られています。共有結合という用語は、結合が1つまたは複数の電子対の共有を伴うという事実を指します。原子が原子価結合を形成する方法は他にもあります。たとえば、次のようなものがあります。



  • イオン結合または結合 1つの原子が1つまたは複数の電子を別の原子に譲ったときに形成されます。
  • 金属結合、化学物質の種類 ボンディング それは金属の原子を一緒に保持します。 金属結合は、価電子と金属原子の間の強制的な引力です。

共有分子結合-元素対化合物

周期表共有結合

原子間の原子価引力が発生すると、それらは化合物または元素のいずれかである分子結合または物質を形成します。分子化合物と分子要素は共有結合の結果として発生しますが、2つの間に重要な違いもあります。



化合物の分子と元素の分子の違いは、元素の分子では、すべての原子が同じであるということです。たとえば、水の分子(化合物)には、1つの酸素原子と2つの水素原子があります。しかし、酸素の分子(元素)では、両方の原子が酸素です。

共有結合化合物の例

大気中のガス、一般的な燃料、体内のほとんどの化合物など、共有結合を持つ化合物の例はたくさんあります。ここに3つの例があります。

メタン分子(CH4)

炭素の電子配置は2,4です。希ガスネオンのようにするには、外殻にさらに4つの電子が必要です。これを行うために、1つの炭素原子は4つの水素原子からの単一の電子と4つの電子を共有します。メタン分子には4つのC-H単結合があります。

水分子(H2O)

1つの酸素原子が2つの水素原子と結合します。水分子には2つのO-H単結合があります。



二酸化炭素(CO2)

1つの炭素原子が2つの酸素原子と結合します。二酸化炭素分子には2つのC = O結合があります。

DNA共有結合

共有結合要素の例

水素共有結合

同様の原子が共有分子結合を形成すると、結果は共有要素になります。周期表にある非金属共有結合元素は次のとおりです。

  • 水素
  • 炭素
  • 窒素
  • リン
  • 空気
  • 硫黄とセレン。

さらに、以下を含むすべてのハロゲン元素:

  • フッ素
  • 塩素
  • 臭素
  • ヨウ素とアスタチンはすべて共有結合の非金属元素です。

極性および非極性共有結合

水共有結合

イオン結合とは異なり、共有結合は原子間に形成されることが多く、原子の1つが1つまたは2つの電子の喪失または獲得によって希ガス電子殻構成を容易に達成することはできません。 ...したがって、共有結合する原子は電子を共有して、原子価殻を完成させます。



電気陰性度の差が大きいほど、結合はイオン性になります。部分的にイオン性の結合は極性共有結合です。結合電子を均等に共有する非極性共有結合は、2つの原子の電気陰性度が等しい場合に発生します。

極性共有結合の例

共有結合の化学

極性共有結合では、原子が共有する電子は、平均して、水素原子核よりも酸素原子核に近い時間に多くの時間を費やします。これは、分子の形状と、水素原子と酸素原子の電気陰性度の差が大きいためです。



H2Oと略される水分子は、極性共有結合の例です。電子は不均等に共有され、酸素原子は水素原子よりも電子と多くの時間を費やします。電子は酸素原子とより多くの時間を費やすため、部分的に負の電荷を帯びます。

非極性共有結合の例

共有結合

非極性分子は水に溶解する可能性が低くなります。非極性物質は双極子のない物質であり、分子構造内に電子が公平に分布していることを意味します。例としては、二酸化炭素、植物油、石油製品などがあります。



非極性共有結合の例は、2つの水素原子が電子を等しく共有するため、2つの水素原子間の結合です。非極性共有結合のもう1つの例は、2つの塩素原子が電子を等しく共有するため、2つの塩素原子間の結合です。

共有結合-覚えておくべき7つのこと

化学共有結合

共有結合について学んだことを思い出すのに役立ついくつかの重要なポイントを次に示します。

  • 原子価と共有結合は原子をつなぎ合わせて分子を作ります。
  • 原子は、共有結合、イオン結合、金属結合の3つの主な方法で結合できます。
  • 共有結合という用語は、1つまたは複数の電子対の共有から生じる化合物の結合を表します。
  • 電子が原子間を移動するイオン結合は、外殻にわずか数個の電子がある原子が、外殻からわずか数個の電子が欠落している原子に電子を与えるときに発生します。
  • 金属結合では、膨大な数の原子が電子を失います。それらは、「自由」電子と正の原子核の間の引力によって格子状にまとめられています。
  • 電子を失った原子は正に帯電します。電子を獲得した原子は負に帯電するため、2つの原子は反対側の電気的引力によって引き寄せられます。
  • それらは負に帯電しているため、共有された電子は、関与する両方の原子の正の原子核に等しく引き寄せられます。原子は、各原子核と共有電子の間の引力によって一緒に保持されます。