化学の授業に参加したことがあるなら、原子と分子の間の化学結合のトピックに遭遇したことがあり、いくつかの名前を知っているかもしれません (実際、非常にクールです)。しかし、誰かがあなたに化学結合形成の 3 つの理由を尋ねたら、好奇心旺盛な友人を助けることができますか?
後で学ぶように、化学結合にはさまざまな種類がありますが、原子間のすべての結合は同じ本質的な理由で形成されます。つまり、関与する原子が最も外側の電子殻または原子価殻を完成させる機会です。原子が構成する多くの生物と同じように、単独で存在しているときに最も快適な状態にある原子はありません (元素と呼ばれる 118 種類の原子があります)。
Atom の基本
すべての原子には 1 つ以上の陽子があります。 中性子 と電子 、1つの陽子と1つの電子で構成される水素を除いて。陽子と電子の数は中性原子では等しく、個々のアイデンティティ、つまりそれぞれがどの元素であるかを決定します。
陽子は正に帯電しており、電子は陽子の電荷と同じ大きさの負の電荷を持っているため、中性子はその名前にふさわしい電荷を持たないため、原子自体は中性です。一方、陽子と中性子は質量が非常に似ており、原子核で原子の中心を占めています。電子は、すでに小さな陽子や中性子よりも質量が約 2,000 倍小さいです。
電子は、量子化されたエネルギーレベルで原子核からある程度離れたところを飛んでいると考えられています。原子の不明確な外側フリンジにあるため、それらは化学結合に関与する亜原子粒子です。
化学結合の分類
原子が化学結合を形成できる基本的な方法は 3 つあります (または許容レベルによっては 4 つあります)。それぞれの例を以下に示します。
共有結合 :原子が結合を形成する理由の 1 つは、他の原子と電子を共有して両方の原子価殻を完成できるからです。最も軽い 2 つの元素である水素とヘリウムの原子価殻は、最大 2 つの電子を保持できます。よく知られている元素のほとんどの原子価殻は、8 個の電子を収容できます。水分子 H2 〇 、3 つの原子と 2 つの同一の共有 H–O 結合で構成されます。
イオン結合 :原子が結合を形成する 2 つ目の理由は、他の原子に電子を供与したり、他の原子から電子を受け取ったりして、それぞれの原子価殻を完成させることができるためです。これらの結合は通常、共有結合よりも電気陰性度が異なるため、共有結合よりも強力です (「共有」ではなく「寄付」の物理的な推進力)。 NaCl 、または塩化ナトリウムは、イオン化合物です。
金属結合 :原子が結合を形成する 3 つ目の理由は、金属と呼ばれる一部の元素では、同じ「近隣」にある原子の電子が原子核から遠く離れて「電子の海」の一部になり、最高エネルギーの電子が明確に存在しないためです。任意の 1 つの親核に関連付けられています。これは、金属が単原子の形、つまりそれ自体にのみ結合している場合に発生します。これが「純金」または「純プラチナ」の意味です。
水素「結合」 ":一部の分子ではわずかに正電荷を帯びている水素原子は、隣接する 上の負電荷を帯びた原子に対して強い静電引力を形成できます。 分子。これは水などの液体で発生し、これらの結合が軽量の室温液体の中で水の異常に高い沸点を説明します。
なぜ Atoms "Want" Full Valence Shell?
簡単に言うと、原子は、原子価殻が完全なとき、純粋なエネルギーの観点から、より「快適」または安定しています。例えは不完全ですが、岩が不安定な土壌によって山の頂上に保持されていると想像してください。
ボルダーは、土や岩によって適切に支えられている間、この状態で物理的に存在することができますが、「道」があれば、重力が岩を利用可能な最も低い標高に向かって引っ張って、その位置エネルギーを最小値にします.
