すべての生物は原子でできています。それらは他の原子や分子と頻繁に相互作用します。たとえば、原子は強力な結合によって互いに結合され、分子または結晶に配置される場合があります。あるいは、互いに衝突する他の原子と弱い一時的な結合を形成することもあります。私たちの体と生命そのものの化学的性質には、分子をまとめる強い結合と、一時的な結合を確立する弱い結合が必要です。結合には多くの種類がありますが、そのうちの 1 つである配位結合について以下で説明します。
座標結合
配位結合は配位結合の別名です。これは、両方の電子が同じ原子から来る共有結合 (電子のペアを共有する) です。共有結合の形成は、2 つの原子が 1 組の電子を共有するときに発生します。両方の原子核が電子のペアを引き付けるため、原子は結合します。共有結合の開発では、すべての原子が 1 つの電子を結合に供給しますが、これは必須ではありません。
配位結合原子は、オクテット規則を満たすように電子を再分配します。この規則は、他の共有結合と同様に、すべての原子が電子を失うか、獲得するか、または電子を共有して、その外殻に 8 個の電子の完全な原子価を持たなければならないことを示しています。 1s 軌道が 1 つしかないため、電子が 2 つあるとき、外側の原子価は完全になります。
座標結合の性質
- 配位結合化合物の融点と沸点は、イオン性化合物よりも低くなります。
- これらの物質のいくつかに異性が見られます。
- 電子の共有は特定の方向で発生し、方向性のある接続が得られます。
- イオン結合ほど強くありません。
アンモニア (NH3) と塩化水素 (HCl) の反応
これら 2 つの無色のガスが混ざると、固体 NH4Cl の無色の煙が形成されます。反応は次のとおりです:
NH3 (g) + HCl (g) → NH4Cl (s)
アンモニア (g) + 塩化水素 (g) → 塩化アンモニウム (s)
HCl 分子からアンモニア (NH3) 分子上の孤立電子対への水素イオン (プロトン) の伝達により、アンモニウム イオン、NH4+ が生成されます。
水素原子核のみが塩素から窒素に輸送されるため、アンモニウム イオン NH4+ が生成されると、4 番目の水素が配位共有結合を介して結合されます。水素電子は塩素に残され、負の塩化物イオンが生成されます。アンモニウム イオンが生成されると、配位結合と一般的な共有結合の違いを識別することは不可能です。図では電子が異なって描かれていますが、実際には違いはありません。
座標結合の例
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例 1
水素イオンは、塩素から酸素原子上の非共有電子対の 1 つに変換されます。イオン H3O+ は、ヒドロキソニウム イオン、ヒドロニウム イオン、またはオキソニウム イオンとしても知られています。化学の入門コースでは、水素イオン (酸など) に言及する場合、ヒドロキソニウム イオンについて説明します。陽子は生の水素イオンであり、反応性が高すぎて試験管内に存在できません。
水素イオンがH+(aq)と書かれている場合、「(aq)」は「Aqueous」を表し、水素イオンに結合した水分子です。水素イオンは、アルカリなどと反応して水分子から離れます。配位結合が確立された後は、酸素に結合しているすべての水素が同一であることに注意してください。
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例 2
三フッ化ホウ素は、ホウ素原子が希ガス構造 (悪名高いオクテット違反者) に囲まれていない化学物質です。ホウ素の結合準位には、4 対あるはずの電子対が 3 対しかありません。 ＢＦ３の電子欠損について述べた。配位結合を含む化合物は、アンモニア分子の窒素上の非共有電子対を使用して、その不足を克服することによって生成できます。
アンモニアと三フッ化ホウ素の反応を以下に示します。
:NH3 + BF3 → H3N :BF3
アンモニア三フッ化ホウ素は、上記の反応の生成物です。
結論:
上記の記事は、配位結合または配位結合に関するものです。イオン結合、共有結合、配位結合、および金属結合は、いくつかの強力な化学結合です。水素結合やファンデルワル結合などの弱い結合も存在します。
配位結合原子は、電子を再分配することによってオクテット規則を満たします。したがって、共有結合のように、電子を獲得するか、電子を失うか、電子を共有することによって、完全に満たされた構成を達成しようとします。この相互作用は、基本的に金属イオンと配位子の間に見られます。配位結合の例としては、アンモニウム イオン、ヒドロニウム イオンなどがあります。
