化学結合とは何ですか？

2つ以上の原子が一緒になって分子を形成すると、化学結合が発生します。科学の一般的な原則は、すべてのシステムが最低のエネルギーレベルに到達しようとすることであり、化学的結合は、分子が非結合原子よりもエネルギーが少ない分子が形成される場合にのみ行われます。結合の3つのタイプは、イオン、共有、金属です。これらはすべて、さまざまな方法で原子の間を移動する電子を含みます。別の、はるかに弱いタイプは、水素結合です。

原子構造

原子は、陽性に帯電した陽子を含む核で構成され、これは同じ数の負に帯電した電子に囲まれています。したがって、通常、それらは電気的に中立です。ただし、原子は1つ以上の電子を失うか、獲得することができ、正または負の電荷を与えます。電荷がある場合、それはイオンと呼​​ばれます。

それは化学結合に関与する電子です。これらの粒子は、exisと考えることができるシェルに配置されています核からの距離の増加でティング。一般的に、核から遠く離れて殻があるほど、より多くのエネルギーを持っています。シェルを占有できる電子の数には制限があります。たとえば、最初の、最も内側のシェルには2つの制限があり、次のシェルには8つの制限があります。

ほとんどの場合、結合に関与するのは最も外側のシェルの電子のみです。これらはしばしば Valence電子と呼ばれます。一般的なルールとして、原子は、これらの構成には通常、エネルギーが少ないため、すべてが完全な外側のシェルを達成するように互いに結合する傾向があります。 nobleガスとして知られる要素 - ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンはすでに完全な外側の殻を持っており、このため、通常は化学結合を形成しません。他の要素は一般に、ACCEPを与えることにより、高貴なガス構造を実現しようとします他の原子で電子を共有するか、

化学結合は、アメリカの化学者ギルバートN.ルイスにちなんで名付けられたルイス構造と呼ばれるもので表されることがあります。ルイス構造では、原子価電子は、分子内の元素の化学記号のすぐ外側のドットで表されます。それらは、電子がある原子から別の原子に移動した場所と、原子間で共有される場所を明確に示しています。

イオン結合

このタイプの化学結合は、金属間で発生します。金属は、電子を簡単に放棄し、それを受け入れたいと思っています。金属は、その不完全な外側のシェルの電子を非金属に与え、そのシェルを空にして、下の完全なシェルが新しい外側のシェルになるようにします。非金属は、その不完全な外側のシェルを満たすために電子を受け入れます。このようにして、両方の原子が完全な外殻を達成しました。これにより、金属には正電荷が残り、非金属に負電荷が残ります。したがって、それらは互いに引き付ける正と陰性のイオンです。

簡単な例は、フッ化ナトリウムです。ナトリウムには3つのシェルがあり、1つの価電子が最も外側にあります。フッ素には2つのシェルがあり、最も外側に7つの電子があります。ナトリウムはフッ素原子にその1つの原子価電子を与えます。これにより、ナトリウムには2つの完全な殻と正電荷があり、フッ素には2つの完全な殻と負電荷があります。得られた分子 - フッ化ナトリウム - は、電気引力によって結合された完全な外側の殻を持つ2つの原子を特徴としています。

共有結合

非金属の原子は、エネルギーレベル全体を下げるような方法で電子を共有することにより、互いに結合します。これは通常、結合すると、すべてが完全な外側のシェルを持っていることを意味します。簡単な例を挙げると、水素には最初の、そしてみのシェルに1つの電子しかありません。 2つの水素原子が共有できます両方が完全な外側シェルを持つ分子を形成する電子

多くの場合、原子が持っている電子の数から互いに結合する方法を予測することができます。たとえば、カーボンには6つのものがあります。つまり、2つの完全な最初のシェルと4つの最も外側のシェルがあり、4つの外側シェルの4つが不足しています。酸素には8つあり、外側のシェルに6つがあります。2つのフルシェルの不足です。炭素原子は2つの酸素原子と結合して二酸化炭素を形成することができます。そこでは、炭素はその4つの電子、2つの電子を各酸素原子と共有し、酸素原子はそれぞれの電子の2つを炭素原子と共有します。このように、3つの原子はすべて、8つの電子を含む完全な外側シェルを持っています。

金属結合

金属片では、原子の原子に属しているのではなく、価数の電子が多かれ少なかれ自由に動き回ることができます。したがって、金属はモバイルに囲まれた否定的な帯電した選挙に囲まれた正に帯電したイオンで構成されていますロンズ。イオンは比較的簡単に移動できますが、電子への魅力のために、分離するのは困難です。これは、金属が一般的に曲がりやすいが壊れにくい理由を説明しています。電子の可動性は、金属が電気の良好な導体である理由も説明しています。

水素結合

上記の例とは異なり、水素結合には、内部ではなく分子間の結合が含まれます。水素がフッ素や酸素などの電子を強く引き付ける元素と結合すると、電子は水素から引き離されます。これにより、片側に全体的な正電荷があり、もう片方に負電荷がある分子が生じます。液体では、正と負の辺が互いに引き付け、分子間の結合を形成します。

これらの結合はイオン、共有結合、または金属結合よりもはるかに弱いですが、非常に重要です。水素結合は水で起こり、水素の2つの原子を含む化合物、1つは酸素。これは、そうでなければ液体の水をガスに変換するのに多くのエネルギーが必要であることを意味します。水素結合がなければ、水は沸点がはるかに低く、地球上の液体として存在できませんでした。