共有結合はどのような種類に分類されますか? 共有結合 - 極性および非極性、形成メカニズム

化学がかなり複雑であり、また多様な科学であることは周知の事実です。 多くの異なる反応、試薬、化学物質、その他の複雑で紛らわしい用語 - それらはすべて相互作用します。 しかし、重要なことは、授業で先生の話を聞いたり、新しい内容を学んだり、お茶を淹れたりするかどうかに関係なく、私たちは毎日化学に取り組んでいることです。 化学プロセス.

次のように結論付けることができます 化学を知っていればいいだけです、それを理解し、私たちの世界またはその一部がどのように機能するかを知ることは興味深いことであり、さらに有益です。

ここで、共有結合などの用語を扱わなければなりません。ちなみに、共有結合は極性または非極性のいずれかになります。 ちなみに、「共有結合」という言葉自体は、ラテン語の「co」（共に）と「vales」（力を持つ）に由来しています。

用語の登場

という事実から始めましょう 「共有結合」という用語は、1919 年にアーヴィング ラングミュアによって初めて導入されました。受賞者 ノーベル賞。 「共有結合」という用語は、両方の原子が電子を共有する化学結合を意味し、共有所有権と呼ばれます。 したがって、例えば、電子が自由な金属性や、一方が他方に完全に電子を与えるイオン性とは異なります。 非金属の間に形成されることに注意してください。

上記に基づいて、このプロセスがどのようなものであるかについて簡単な結論を導き出すことができます。 これは共通の電子対の形成により原子間で発生し、これらの対は電子の外部サブレベルと外部前サブレベルで発生します。

極性のある物質の例:

共有結合の種類

また、極性結合とそれに応じて非極性結合の 2 つのタイプがあります。 それぞれの特徴を個別に分析していきます。

共有結合極性 - 形成

「極性」という言葉は何を意味しますか？

通常起こることは、2 つの原子が異なる電気陰性度を持っているため、それらが共有する電子は同等に属さず、常に一方に他方よりも近いことです。 たとえば、塩化水素分子は、電気陰性度が水素よりも高いため、共有結合の電子が塩素原子の近くに位置しています。 しかし、実際には、電子引力の差は、水素から塩素への完全な電子移動が発生するのに十分小さいものです。

その結果、極性がある場合、電子密度はより電気的に負の方向にシフトし、部分的に負の電荷が現れます。 次に、電気陰性度が低い原子核は部分的に正電荷を発生します。

結論としては次のようになります。極性は電気陰性度の値が異なる異なる非金属間で発生し、電子は電気陰性度が大きい原子核の近くに位置します。

電気陰性度は、一部の原子が他の原子から電子を引きつけ、それによって電子を形成する能力です。 化学反応.

共有結合性極性の例、極性の共有結合を持つ物質:

極性共有結合を持つ物質の式

共有結合性非極性、極性と非極性の違い

そして最後に、非極性ですが、それが何であるかはすぐにわかります。

無極性と極性の主な違い- これは対称性です。 極性結合の場合、電子が 1 つの原子の近くに位置する場合、非極性結合では電子は対称的に、つまり両方に対して同等に位置します。

ある化学元素の非金属原子間で非極性が発生することは注目に値します。

例えば、 非極性の共有結合を持つ物質:

また、電子の集合は単に電子雲と呼ばれることが多く、これに基づいて、共通の電子対を形成する通信電子雲は、両方の原子核に対して対称的、または均等に空間に分布していると結論付けられます。

非極性共有結合の例と非極性共有結合の形成スキーム

しかし、共有結合の極性と非極性を区別する方法を知っておくことも役立ちます。

共有結合性非極性- これらは常に同じ物質の原子です。 H2. CL2。

この記事は終わりました。これで、この化学プロセスが何であるかがわかり、それとその種類を定義する方法がわかり、物質の形成の公式がわかり、一般に私たちの複雑な世界、成功についてもう少し詳しくわかりました。化学と新しい式の形成。

意味

共有結合は、価電子を共有する原子によって形成される化学結合です。 必須条件共有結合の形成は、価電子が位置する原子軌道 (AO) の重なり合いです。 最も単純なケースでは、2 つの AO の重なりにより、結合性 MO と反結合性 (反結合性) MO の 2 つの分子軌道 (MO) が形成されます。 共有電子は、より低エネルギーの結合 MO 上に位置します。

教育コミュニケーション

共有結合(原子結合、ホメオポーラ結合) - 各原子から 1 つずつの 2 つの電子の電子共有による 2 つの原子間の結合。

A. + B. -> A: B

このため、ホメオポーラ関係には方向性があります。 結合を実行する電子のペアは、両方の結合原子に同時に属します。たとえば、次のようになります。

	..		..						..
:	Cl	:	Cl	:			H	:	○	:	H
	..		..						..

共有結合の種類

共有結合には3種類ある 化学結合、その形成メカニズムが異なります。

1. 単純な共有結合。 その形成のために、各原子は 1 個の不対電子を提供します。 単純な共有結合が形成される場合、原子の形式電荷は変化しません。 単純な共有結合を形成する原子が同じである場合、結合を形成する原子は共有電子対を等しく所有しているため、分子内の原子の真の電荷も同じになります。そのような結合は非極性共有結合と呼ばれます。つなぐ。 原子が異なる場合、共有電子対の所有権の程度は原子の電気陰性度の違いによって決まり、電気陰性度がより大きい原子は結合電子対の所有権の程度が高くなります。真の罪は マイナス記号、電気陰性度が低い原子は、同じ大きさの、正の符号を持つ電荷を獲得します。

シグマ (σ) 結合、パイ (π) 結合 - 分子内の共有結合の種類のおおよその説明 有機化合物, σ結合は、原子核を結ぶ軸に沿って電子雲の密度が最大になるという特徴があります。 π結合が形成されると、いわゆる電子雲の横方向の重なりが発生し、電子雲の密度はσ結合面の「上」と「下」で最大になります。 たとえば、エチレン、アセチレン、ベンゼンを考えてみましょう。

エチレン分子 C 2 H 4 には二重結合 CH 2 = CH 2 があり、その電子式は H:C::C:H です。 すべてのエチレン原子の核は同じ平面上にあります。 各炭素原子の 3 つの電子雲は、同じ平面内の他の原子と 3 つの共有結合を形成します (それらの間の角度は約 120°)。 炭素原子の 4 番目の価電子の雲は、分子平面の上下に位置します。 このような両方の炭素原子の電子雲は、分子平面の上下で部分的に重なり、炭素原子間に第 2 の結合を形成します。 炭素原子間の最初のより強い共有結合は σ 結合と呼ばれます。 2 番目の弱い共有結合は π 結合と呼ばれます。

直鎖状アセチレン分子内

N-S≡S-N (N: S::: S: N)

炭素原子と水素原子の間には σ 結合があり、2 つの炭素原子の間には 1 つの σ 結合があり、同じ炭素原子の間には 2 つの π 結合があります。 2 つの π 結合は、2 つの相互に垂直な平面内で σ 結合の作用範囲の上に位置します。

環状ベンゼン分子 C 6 H 6 の 6 つの炭素原子はすべて同じ平面上にあります。 環の平面内の炭素原子間には σ 結合があります。 各炭素原子は水素原子と同じ結合を持っています。 炭素原子はこれらの結合を形成するために 3 つの電子を費やします。 炭素原子の第 4 価電子の雲は、8 の字のような形をしており、ベンゼン分子の平面に対して垂直に配置されています。 このような各雲は、隣接する炭素原子の電子雲と均等に重なり合います。 ベンゼン分子では、3 つの別々の π 結合が形成されるのではなく、すべての炭素原子に共通する 6 つの電子からなる単一の π 電子系が形成されます。 ベンゼン分子の炭素原子間の結合はまったく同じです。

共有結合は、電子雲の重なりの間に発生する電子の共有 (共通電子対の形成) の結果として形成されます。 共有結合の形成には、2 つの原子の電子雲が関係します。 共有結合には主に 2 つのタイプがあります。

• 非極性共有結合は、同じ化学元素の非金属原子間に形成されます。 O 2 などの単体物質にはそのような関係があります。 N2; C12.
• 極性の共有結合は、異なる非金属の原子間に形成されます。

こちらも参照

文学

• 「化学百科事典」、M.、」 ソ連の百科事典」、1983年、264ページ。

有機化学
有機化合物一覧

構造化学
化学結合：	芳香性 | 共有結合| イオン結合 | 金属接続 | 水素結合 | ドナーとアクセプターの結合 | 互変異性
構造表示:	官能基 | 構造式 | 化学式 | リガンド
電子的特性:	電気陰性度 | 電子親和力 | イオン化エネルギー | ダイポール | オクテット規則
立体化学:	非対称原子 | 異性化 | 構成 | キラリティ | 立体構造

ウィキメディア財団。 2010年。

• ポリテクニック大百科事典

化学結合、原子が結合して分子を形成するメカニズム。 このような結合には、反対の電荷の引力、または電子の交換による安定した配置の形成に基づいて、いくつかの種類があります。 科学技術事典

化学結合- 化学結合、原子の相互作用により、分子や結晶が結合します。 化学結合の形成中に作用する力は、主に電気的な性質のものです。 化学結合の形成には再構築が伴います…… 図解百科事典

原子の相互引力により、分子や結晶が形成されます。 分子内または結晶内には、隣接する原子間に化学構造があると言われるのが通例です。 原子の価数 (以下で詳しく説明します) は結合の数を示します。 ソビエト大百科事典

化学結合- 原子の相互引力により、分子や結晶が形成されます。 原子の価数は、特定の原子と隣接する原子によって形成される結合の数を示します。 用語 " 化学構造「学者A.M.ブトレロフによって紹介されました... ... 百科事典冶金学で

イオン結合は、電気陰性度の差が大きい原子間に形成される強力な化学結合であり、共有電子対が電気陰性度のより高い原子に完全に移動します。 例としては、化合物 CsF があります。

化学結合は、結合粒子の電子雲の重なり合いによって引き起こされる原子間の相互作用であり、減少を伴います。 総エネルギーシステム。 「化学構造」という用語は、1861 年に A.M. ブトレロフによって初めて導入されました。 ... ... ウィキペディア

めったに 化学物質個々の接続されていない原子で構成されています 化学元素。 通常の状態では、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンなど、希ガスと呼ばれる少数のガスのみがこの構造を持っています。 ほとんどの場合、化学物質は孤立した原子で構成されているのではなく、それらの組み合わせでさまざまなグループが構成されています。 このような原子の結合には、数個、数百個、数千個、あるいはそれ以上の原子が含まれる場合があります。 これらの原子をそのようなグループに保持する力はと呼ばれます 化学結合.

言い換えれば、化学結合は、個々の原子をより複雑な構造（分子、イオン、ラジカル、結晶など）に接続する相互作用であると言えます。

化学結合が形成される理由は、エネルギーがより多くなるからです。 複雑な構造それを形成する個々の原子の総エネルギーよりも小さい。

したがって、特に、原子 X と Y の相互作用によって分子 XY が生成される場合、これは次のことを意味します。 内部エネルギーこの物質の分子は、それが形成された個々の原子の内部エネルギーよりも低くなります。

E(XY)< E(X) + E(Y)

このため、個々の原子間に化学結合が形成されると、エネルギーが放出されます。

原子核との結合エネルギーが最も低い外側の電子層の電子は、と呼ばれます。 価数。 たとえば、ホウ素では、これらは第 2 エネルギー準位の電子です - 2 個あたり 2 個の電子 そ、軌道と 1 by 2 p-軌道:

化学結合が形成されると、各原子は希ガス原子の電子配置、つまり電子配置を取得する傾向があります。 そのため、その外側の電子層には 8 個の電子が存在します (第 1 周期の要素では 2 個)。 この現象はオクテットルールと呼ばれます。

最初に単一の原子が価電子の一部を他の原子と共有している場合、原子が希ガスの電子配置を達成することが可能です。 この場合、共通の電子対が形成されます。

電子の共有の程度に応じて、共有結合、イオン結合、および金属結合を区別できます。

共有結合

共有結合は、非金属元素の原子間で最も頻繁に発生します。 共有結合を形成する非金属原子が異なる化学元素に属している場合、そのような結合は極性共有結合と呼ばれます。 この名前の理由は、異なる元素の原子が共通の電子対を引き付ける能力も異なるという事実にあります。 明らかに、これにより共通の電子対が原子の 1 つに向かって移動し、その結果、原子上に部分的な負電荷が形成されます。 次に、他の原子に部分的な正電荷が形成されます。 たとえば、塩化水素分子では、電子対が水素原子から塩素原子に移動します。

極性共有結合を持つ物質の例:

CCl4、H2S、CO2、NH3、SiO2など

非極性共有結合は、同じ化学元素の非金属原子間に形成されます。 原子は同一であるため、共有電子を引き寄せる能力も同じです。 この点に関して、電子対の変位は観察されません。

両方の原子が電子を提供して共通の電子対を形成する場合の共有結合の形成に関する上記のメカニズムは、交換と呼ばれます。

ドナー・アクセプター機構もあります。

ドナー-アクセプター機構によって共有結合が形成されると、1 つの原子の満たされた軌道 (電子が 2 つある) と別の原子の空の軌道により共有電子対が形成されます。 孤立電子対を提供する原子はドナーと呼ばれ、空の軌道を持つ原子はアクセプターと呼ばれます。 N、O、P、S などの電子対を持つ原子は、電子対のドナーとして機能します。

たとえば、ドナー-アクセプター機構によれば、4番目の共有結合の形成は N-H接続アンモニウムカチオン NH 4 + では:

極性に加えて、共有結合はエネルギーによっても特徴付けられます。 結合エネルギーは、原子間の結合を切るのに必要な最小エネルギーです。

結合エネルギーは、結合原子の半径が増加するにつれて減少します。 原子半径がサブグループになるほど増加することがわかっているため、たとえば、ハロゲン - 水素結合の強度が系列内で増加すると結論付けることができます。

こんにちは< HBr < HCl < HF

また、結合エネルギーはその多重度に依存します。結合の多重度が大きいほど、そのエネルギーも大きくなります。 結合多重度は、2 つの原子間で共有される電子対の数を指します。

イオン結合

イオン結合は、極性共有結合の極端な例と考えることができます。 共有極性結合において共通電子対が部分的に原子対の一方に移動すると、イオン結合ではほぼ完全に原子の一方に「与えられ」ます。 電子を供与した原子は正の電荷を帯びて、 カチオン、電子を奪った原子はマイナスの電荷を帯びて、 アニオン.

したがって、イオン結合は、カチオンのアニオンへの静電引力によって形成される結合です。

このタイプの結合の形成は、典型的な金属と典型的な非金属の原子の相互作用中に典型的に起こります。

例えば、フッ化カリウム。 カリウムカチオンは中性原子から 1 つの電子を除去することによって形成され、フッ素イオンはフッ素原子に 1 つの電子を追加することによって形成されます。

生じたイオン間に静電引力が生じ、イオン性化合物が形成されます。

化学結合が形成されると、ナトリウム原子からの電子が塩素原子に渡され、完全な外部エネルギー準位をもつ逆に荷電したイオンが形成されます。

金属原子からの電子は完全には切り離されず、共有結合の場合のように塩素原子に向かって移動するだけであることが確認されています。

金属原子を含むほとんどの二元化合物はイオン性です。 例えば、酸化物、ハロゲン化物、硫化物、窒化物など。

イオン結合は、単純なカチオンと単純なアニオン (F -、Cl -、S 2-) の間、および単純なカチオンと複雑なアニオン (NO 3 -、SO 4 2-、PO 4 3-、OH -) の間でも発生します。 したがって、イオン性化合物には塩および塩基 (Na 2 SO 4、Cu(NO 3) 2、(NH 4) 2 SO 4)、Ca(OH) 2、NaOH) が含まれます。

金属接続

このタイプの結合は金属内で形成されます。

すべての金属の原子は、外側の電子層に電子を持ち、原子核との結合エネルギーが低くなります。 ほとんどの金属にとって、外部電子を失うプロセスはエネルギー的に好ましいものです。

原子核との相互作用が非常に弱いため、金属内の電子は非常に動きやすく、各金属結晶内で次のプロセスが継続的に発生します。

М 0 — ne − = M n + 、

ここで、M 0 は中性金属原子、M n + は同じ金属のカチオンです。 以下の図は、実行されるプロセスを示しています。

つまり、電子は金属結晶中を「駆け抜け」、1 つの金属原子から分離して陽イオンを形成し、別の陽イオンと結合して中性原子を形成します。 この現象は「電子風」と呼ばれ、非金属原子の結晶内に集まった自由電子は「電子ガス」と呼ばれました。 このような金属原子間の相互作用は金属結合と呼ばれます。

水素結合

物質中の水素原子が電気陰性度の高い元素（窒素、酸素、フッ素）と結合すると、その物質は水素結合と呼ばれる現象によって特徴付けられます。

水素原子は電気陰性原子に結合しているため、水素原子には部分的に正電荷が形成され、電気陰性元素の原子には部分的に負電荷が形成されます。 これに関して、ある分子の部分的に正に帯電した水素原子と別の分子の電気陰性原子との間で静電引力が可能になります。 たとえば、水分子の水素結合が観察されます。

水の融点が異常に高いことは水素結合によって説明されます。 水に加えて、フッ化水素、アンモニア、酸素含有酸、フェノール、アルコール、アミンなどの物質でも強い水素結合が形成されます。

共有結合は、相互作用に関与する両方の原子に属する電子の共有により発生します。 非金属の電気陰性度は十分に大きいため、電子の移動は起こりません。

重なり合う電子軌道内の電子は共有されます。 これにより、原子の外側の電子準位が満たされる状況、つまり 8 個または 2 個の電子が生成されます。 外殻.

電子殻が完全に満たされた状態は、エネルギーが最も低く、したがって安定性が最大になるという特徴があります。

形成には 2 つのメカニズムがあります。

1. ドナー・アクセプター。
2. 交換。

最初のケースでは、原子の 1 つが電子対を提供し、2 つ目の原子が自由電子軌道を提供します。

2 番目では、相互作用の各参加者から 1 つの電子が共通のペアに入ります。

どのようなタイプかにもよりますが、- 原子または分子において、同じような種類の結合を持つ化合物であっても、物理化学的特性が大きく異なる場合があります。

分子性物質 ほとんどの場合、融点と沸点が低く、非導電性で強度が低い気体、液体、または固体です。 これらには、水素 (H 2)、酸素 (O 2)、窒素 (N 2)、塩素 (Cl 2)、臭素 (Br 2)、斜方晶系硫黄 (S 8)、白リン (P 4) などが含まれます。 単体物質; 二酸化炭素（CO 2 ）、二酸化硫黄（SO 2 ）、酸化窒素V（N 2 O 5 ）、水（H 2 O）、塩化水素（HCl）、フッ化水素（HF）、アンモニア（NH 3）、メタン(CH4)、 エタノール(C 2 H 5 OH)、有機ポリマーなど。

原子物質耐久性のある結晶の形で存在します 高温沸騰して溶ける、水や他の溶媒に不溶、多くは電気を伝導しない 電気。 例としては、優れた強度を持つダイヤモンドが挙げられます。 これは、ダイヤモンドが共有結合によって結合された炭素原子からなる結晶であるという事実によって説明されます。 ダイヤモンドには個々の分子は存在しません。 また 原子構造グラファイト、ケイ素（Si）、二酸化ケイ素（SiO 2 ）、炭化ケイ素（SiC）などの物質を含みます。

共有結合は単一（塩素分子 Cl2 のように）だけでなく、酸素分子 O2 のように二重、または窒素分子 N2 のように三重にすることもできます。 同時に、トリプルはダブルやシングルよりもエネルギーが高く、耐久性が高くなります。

共有結合は次のようになります。同じ元素の 2 つの原子間 (非極性) と、異なる化学元素の原子間 (極性) の両方で形成されます。

分子を構成する原子の電気陰性度の値を比較すれば、極性の共有結合を持つ化合物の式を示すことは難しくありません。 電気陰性度の違いが無極性を決定することはありません。 違いがある場合、その分子は極性を持ちます。

教育の仕組み、具体例もお見逃しなく。

共有結合による非極性化学結合

単体・非金属の特性。 電子は各原子に平等に属しており、電子密度に変化はありません。

例には次の分子が含まれます。

H2、O2、O3、N2、F2、Cl2。

不活性ガスは例外です。 それらの外側のエネルギー準位は完全に満たされており、分子の形成はそれらにとってエネルギー的に不利であるため、それらは個々の原子の形で存在します。

また、非極性の共有結合を有する物質の例としては、例えば、PH3が挙げられる。 物質が異なる元素で構成されているにもかかわらず、実際には各元素の電気陰性度は異なりません。つまり、電子対は移動しません。

共有結合による極性化学結合

極性共有結合を考慮すると、HCl、H2O、H2S、NH3、CH4、CO2、SO3、CCl4、SiO2、COなど、多くの例が挙げられます。

非金属原子間で形成される電気陰性度が異なります。 この場合、より大きな電気陰性度を持つ元素の原子核は、共有電子をそれ自身の近くに引き寄せます。

極性共有結合の形成スキーム

形成メカニズムに応じて、それらは一般的になる可能性があります 1 つまたは両方の原子の電子.

写真は分子内の相互作用を明確に示しています 塩酸の.

電子のペアは 1 つの原子と 2 番目の原子の両方に属しており、その両方であるため、外側の準位が満たされます。 しかし、より電気陰性度の高い塩素は、一対の電子を自分自身に少しだけ近づけます (共有されたままになります)。 電気陰性度の差は、一対の電子が一方の原子に完全に到達できるほど大きくありません。 その結果、塩素には部分的に負の電荷が、水素には部分的に正の電荷が現れます。 HCl 分子は極性分子です。

結合の物理化学的性質

接続は次の特性によって特徴付けることができます。：指向性、極性、分極率、彩度。

ほとんどの元素の原子は、相互作用することができるため、個別に存在することはありません。 この相互作用により、より複雑な粒子が生成されます。

化学結合の性質は、電荷間の相互作用の力である静電力の作用です。 電子と原子核はそのような電荷を持っています。

外側の電子レベル (価電子) に位置し、原子核から最も遠い電子は原子核との相互作用が最も弱いため、原子核から離脱することができます。 それらは原子を互いに結合する役割を果たします。

化学における相互作用の種類

化学結合の種類を次の表に示します。

イオン結合の特徴

によって形成される化学相互作用 イオン引力異なる電荷を持つものをイオンと呼​​びます。 これは、結合している原子の電気陰性度 (つまり、電子を引き付ける能力) に大きな違いがあり、電子対がより電気陰性度の高い元素に向かう場合に発生します。 ある原子から別の原子への電子の移動の結果、荷電粒子、つまりイオンが形成されます。 彼らの間に引力が生じます。

電気陰性度指数が最も低い 典型的な金属、最大のものは典型的な非金属です。 したがって、イオンは、典型的な金属と典型的な非金属との間の相互作用によって形成されます。

金属原子は正に荷電したイオン (カチオン) となり、その外側の電子準位に電子を供与し、非金属は電子を受け取り、 マイナスに帯電したイオン（陰イオン）。

原子はより安定したエネルギー状態に移行し、電子配置を完成させます。

静電相互作用はあらゆる方向に発生するため、イオン結合は方向性がなく、飽和しません。したがって、イオンは反対符号のイオンをあらゆる方向に引き付けることができます。

イオンの配置は、それぞれの周りに一定数の逆に帯電したイオンが存在するようなものです。 イオン性化合物の「分子」の概念 意味がありません.

教育の例

塩化ナトリウム (nacl) における結合の形成は、Na 原子から Cl 原子への電子の移動により、対応するイオンが形成されます。

Na 0 - 1 e = Na + (カチオン)

Cl 0 + 1 e = Cl - (アニオン)

塩化ナトリウムでは、ナトリウムカチオンの周りに 6 つの塩化物アニオンがあり、各塩化物イオンの周りに 6 つのナトリウムイオンがあります。

硫化バリウムの原子間に相互作用が形成されると、次のプロセスが発生します。

Ba 0 - 2 e = Ba 2+

S 0 + 2 e = S 2-

Ba は 2 つの電子を硫黄に供与し、その結果、硫黄アニオン S 2- とバリウム カチオン Ba 2+ が形成されます。

金属の化学結合

金属の外側のエネルギー準位にある電子の数は少なく、原子核から簡単に分離されます。 この分離の結果として、金属イオンと自由電子が形成されます。 この電子を「電子ガス」と呼びます。 電子は金属の体積中を自由に移動し、常に原子と結合したり分離したりしています。

金属物質の構造は次のとおりです。結晶格子が物質の骨格であり、その節の間では電子が自由に移動できます。

次のような例が挙げられます。

マグネシウム - 2インチ<->マグネシウム 2+

Cs-e<->Cs+

Ca-2e<->Ca2+

Fe-3e<->鉄3+

共有結合性: 極性および非極性

最も一般的なタイプの化学相互作用は共有結合です。 相互作用する元素の電気陰性度の値は大きく異なりません。したがって、共通の電子対がより電気陰性度の高い原子に移動するだけです。

共有結合相互作用は、交換機構またはドナー-アクセプター機構によって形成されます。

この交換メカニズムは、各原子が外側の電子レベルに不対電子を持ち、原子軌道の重なりによって、両方の原子に既に属している電子対が出現する場合に実現されます。 一方の原子が外部電子準位に電子対を持ち、もう一方が自由軌道を持っている場合、原子軌道が重なると電子対が共有され、ドナー・アクセプター機構に従って相互作用します。

共有結合性のものは多重度によって次のように分類されます。

• 単純または単一。
• ダブル;
• トリプル。

ダブルのものは 2 対の電子を一度に共有することを保証し、トリプルのものは 3 つを確実に共有します。

結合した原子間の電子密度（極性）の分布に従って、共有結合は次のように分類されます。

• 無極性。
• 極性。

無極性結合は同一の原子によって形成され、極性結合は異なる電気陰性度によって形成されます。

同様の電気陰性度を持つ原子間の相互作用は、無極性結合と呼ばれます。 このような分子内の共通の電子対はどの原子にも引き付けられませんが、次の原子に属します。 平等に両方。

電気陰性度の異なる元素の相互作用により、 極性の結合。 このタイプの相互作用では、共有電子対がより電気陰性度の高い元素に引き寄せられますが、完全に元素に移動するわけではありません (つまり、イオンの形成は起こりません)。 この電子密度の変化の結果、原子上に部分的な電荷が現れます。電気陰性度が高いものは負の電荷を持ち、電気陰性度が低いものは正の電荷を持ちます。

共有結合性の性質と特徴

共有結合の主な特徴:

• 長さは相互作用する原子の核間の距離によって決まります。
• 極性は、原子の 1 つに向かう電子雲の変位によって決まります。
• 方向性とは、空間内に配向した結合を形成し、それに応じて特定の幾何学的形状を持つ分子を形成する特性です。
• 彩度は形成能力によって決まります 数量限定接続。
• 分極率は、外部電場の影響下で極性を変化させる能力によって決まります。
• 結合を切るのに必要なエネルギーによって結合の強さが決まります。

共有結合による非極性相互作用の例としては、水素 (H2)、塩素 (Cl2)、酸素 (O2)、窒素 (N2) などの分子が挙げられます。

H・+・H→ H-H分子単一の非極性結合を持ち、

O: + :O → O=O 分子は二重の非極性を持ち、

Ṅ: + Ṅ: → N≡N 分子は三重非極性です。

化学元素の共有結合の例には、二酸化炭素 (CO2) と一酸化炭素 (CO)、硫化水素 (H2S)、塩酸 (HCL)、水 (H2O)、メタン (CH4)、酸化硫黄 (SO2) の分子が含まれます。他にも多数。

CO2 分子では、電気陰性度の高い水素ほど電子密度が引き寄せられるため、炭素原子と酸素原子の関係は共有結合極性です。 酸素はその外殻に 2 つの不対電子を持ちますが、炭素は 4 つの価電子を提供して相互作用を形成できます。 その結果、二重結合が形成され、分子は O=C=O のようになります。

特定の分子の結合の種類を決定するには、その構成原子を考慮するだけで十分です。 金属単体は金属結合を形成し、金属と非金属はイオン結合を形成し、非金属単体は非極性共有結合を形成し、異なる非金属からなる分子は極性共有結合を介して形成されます。