2 つの要素間にどのような結合が形成されているかを理解しようとするとき、電気陰性度を見ることに慣れている可能性があります。 2 つの元素の電気陰性度の違いに基づいて、どのような結合が形成されるかを予測できます。
しかし、これには少し問題があります。結合は、イオン結合または共有結合のいずれかとして理想化された用語で考えられることがよくありますが、実際にはそうではありません。代わりに、ほとんどの結合はパーセント イオン特性を持っています .
パーセントイオン性とは?
結合には、おそらくよく知られている 2 つの極端な方法があります。
<オール>2 つの原子が同じでない限り、2 つの原子が電子を完全に共有することはありません。
たとえば、O2 は真の共有結合です。一方、水中の酸素と水素の間の共有結合はそうではありません。電気陰性度が高い (電子を独り占めしたいという欲求が強い) 元素は、実際には電子を自分自身に引き寄せます。酸素は電気陰性度が高いため、部分的に負の電荷を持っています。その結果、結合には部分的なイオン性が生じます。
ただし、電気陰性度の違いから、結合のパーセント イオン特性について何かを知ることができます。 2 つの原子間の電気陰性度の差が大きい場合、結合にはよりイオン的な特徴があります。 2 つの原子間の電気陰性度の差が小さい場合、結合のイオン性は低くなります。
パーセント イオン キャラクターの計算
電荷が結合内でどのように分布しているかを定量化するために、双極子モーメントを決定できます .双極子モーメントは、電荷が結合内でどのように非対称に分布するかを決定する物理的特性です。これは、正電荷または負電荷の総量と電荷分布の中心間の距離の積として定義されます。
パーセントイオン特性を計算するには、次の式を使用する必要があります:
ここで、μexp は実験的に決定された双極子モーメントですが、μionic <サブ> は、結合が完全にイオンである場合の双極子モーメントです。
μexp は実験的に決定され、参照セクションのような表で見つけることができます。 μionic <サブ> 次の式を使用して計算する必要があります:
ここで、Q は電荷 (または電子の電荷)、r は 2 つの原子間の距離です。これも実験的に決定する必要があります。
これで、実験的に決定された双極子モーメントと、結合が完全にイオンである場合の双極子モーメントが与えられた場合に、パーセント イオン特性を計算できます。
電気陰性度の違いを考慮して、パーセントイオン性を推定するとどうなるでしょうか?
推定パーセント Ionic Character
上記のようにパーセントイオン特性を見つけた後、化学者のライナス・ポーリングは、電気陰性度の差とパーセントイオン特性との間の経験的関係を発見しました.この関係は完全ではありませんが、イオン特性の割合を適切に見積もることができます.
方程式は次のとおりです:
ここで、Δx は 2 つの元素間の電気陰性度の差です。たとえば、HCl を見てみましょう。 Cs の電気陰性度は 2.20 ですが、Cl は 3.1 です。 (これは、リソース セクションの周期表を使用して調べることができます。) したがって、差は約 0.9 です。これを Δx に代入して、パーセントイオン特性を見つけることができます:
計算を完了すると、以下が得られます:
したがって、パーセントイオン特性は次のとおりです。
したがって、HCl 間の結合には 20% のイオン性があります。最初の参考文献の表 5.4.1 は、実際のパーセント イオン特性が 17.7% であることを示しているため、経験的な関係に基づくこの推定は、適切な推定を提供します。 !それ以外の場合は、実験的に観測された双極子モーメントを使用して、パーセント イオン特性を計算できます。
