化学では、分子内力 分子内で原子を一緒に保持するものです。これらの力は、同じ分子の異なる部分内で作用し、化学結合を介して原子を結び付けます。対照的に、inter 分子力は、別々の分子間に作用します。一般的に言えば、分子内力は原子を結合しますが、この力には、原子のグループ、単一の原子、または陽子や電子を含む原子の一部が関与する可能性があります。
分子内力の仕組み
分子内力の基本は、異なる電荷間の引力と、類似する電荷の反発です。異なる電荷は、負に帯電した電子と正に帯電した陽子です。同様の電荷は、別々の原子核または電子のいずれかです。化学結合が形成されると、原子核の周りの電荷分布は、原子が単独で存在する方法とは異なります。電子は原子核を取り囲んでいますが、隣接する原子の原子核を反発させたり、隣接する電子を引き付けたりすることから完全に保護するわけではありません。同様に、原子の周りの電子は、他の原子の周りの電子を反発し、他の原子核に引力を感じます。これらの力の相互作用により、原子が形成する化学結合の種類と、結果として生じる分子の化学的および物理的特性が決まります。
分子内力の種類
分子内力のタイプは、イオン結合、共有結合、および金属結合の 3 つの主な化学結合タイプです。これらのタイプの結合の違いは、結合を形成する原子間の電荷分離の程度です。ただし、原子間の電気陰性度の違いは、電荷分離の優れた予測因子です。
- イオン結合 :イオン結合には、1 つの原子から別の原子の原子価殻への 1 つまたは複数の電子の完全な移動が含まれます。塩化ナトリウム (NaCl または食卓塩) でナトリウムと塩素の間に形成される結合は、ナトリウム原子がその価電子を塩素原子に供与する良い例です。電気陰性度の差が大きい原子間にイオン結合が形成されます。通常、金属は非金属とイオン結合を形成します。
- 共有結合 :原子は共有結合で電子を共有します。ほとんどの共有結合は、同じまたは同等の電気陰性度を持つ非金属原子間で形成されます。たとえば、酸素原子は酸素ガス中で互いに共有結合を形成します (O
- メタリックボンド :自由な価電子を持つ金属原子間で金属結合が形成されます。したがって、金属結合は、純粋な金属要素 (金、銀、銅) と合金 (真鍮、青銅、スターリング シルバー) で発生します。イオン結合および共有結合に関与する電子は特定のパートナー原子と関連付けられますが、金属結合の電子は非局在化されます。つまり、それらは複数の原子の間を自由に流れます。金属結合は、特定の共有結合で形成される共鳴構造にほとんど似ています。共有結合と同様に、金属結合を形成する原子の電気陰性度にはほとんど、またはまったく差がありません。
分子間力は分子内力よりも強いですか?
分子内力は分子間力よりも強いです。イオン結合は分子間力が最も強い傾向がありますが、例外もあります。たとえば、ダイヤモンドの炭素原子間の共有結合は非常に強力です。接着強度は複数の要因に依存します。たとえば、分子内では、特定の結合の強度は、分子内の他の結合の影響を受けます。イオン結合と共有結合の混合物を含む分子は、純粋にイオンまたは純粋に共有結合の分子よりも低い分子間力 (より弱い結合) を持つ傾向があります。通常、金属結合はイオン結合や共有結合よりも弱いですが、例外もあります。最も強い分子間力は水素結合です。したがって、分子内力を最も強いものから最も弱いものの順に大まかにランク付けします:
<オール>参考文献
- Bader, R. F. W.;ヘネカー、W. H. (1965)。 「イオンの絆」 アメリカ化学会誌 . 87 (14):3063–3068. doi:10.1021/ja01092a008
- IUPAC (2019)。 「分子内。」 化学用語集 （「ゴールドブック」）（第2版）。オックスフォード:Blackwell Scientific Publications。 ISBN 0-9678550-9-8。 doi:10.1351/goldbook
- キング、抹茶 (1976)。 「化学結合の理論」。 JACS . 98 (12):3415–3420。 doi:10.1021/ja00428a004
- オクトビー、デビッド W.;ギルズ、HP。カンピオン、アラン (2012)。 現代化学の原理 （第7版）。カリフォルニア州ベルモント:Brooks/Cole Cengage Learning. ISBN 978-0-8400-4931-5.
- ズムダール、スティーブン S.; Zumdahl、スーザン A. (2007)。 化学 （第7版）。ボストン：ホートン・ミフリン。 ISBN 978-0618713707.
