主な違い – 共有結合と水素結合
化学結合は、原子間に生じる結合です。これらの化学結合は、分子や複雑な化合物を形成するために原子をまとめるのに役立ちます。化学結合は、原子間の電子の交換によって、または原子、イオン、または分子間の引力によって形成されます。共有結合と水素結合は、共有結合化合物に見られる2種類の化学結合です。原子間で電子を共有することにより、共有結合が形成されます。水素結合は、2 つの異なる分子の 2 つの原子間の引力により形成されます。共有結合と水素結合の主な違いは、共有結合は分子内引力であるのに対し、水素結合は分子間引力であるということです。
対象となる主な分野
1.共有結合とは
– 定義、絆の形成と例
2.水素結合とは
– 定義、絆の形成と例
3.共有結合と水素結合の類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4.共有結合と水素結合の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:原子、引力、共有結合、水素結合、分子間引力、分子内引力、イオン、分子
共有結合とは
共有結合は、原子間の電子の共有によって形成される化学結合です。したがって、分子間引力と呼ばれます。結合は、不対電子を含む 2 つの原子間に形成されます。これらの不対電子は、別の原子の不対電子と対になり、共有結合を形成します。
原子は、原子間に単結合、二重結合、または三重結合として共有結合を持つことができます。 1 つの共有結合は、1 つの結合電子対で構成されます。 1 つの不対電子が別の原子の別の不対電子と結合すると、共有結合が形成され、これら 2 つの電子は結合電子対または結合対と呼ばれます。したがって、二重結合では、2 つの結合ペアを持つ 2 つの共有結合があるため、2 つの原子間で 4 つの電子が共有されます。
共有結合を形成する主な目的は、原子の最も外側の軌道を安定化させることです。共有結合は、非金属と半金属の間に見られます。共有結合は非常に強力な引力であり、共有結合の強さは 100 から 1100 kJ/mol の範囲です。
図 1:フッ化水素のドットクロス構造
上の画像は、水素 (H) 原子とフッ素 (F) 原子の間の共有結合を示しています。ここで、バツ印は水素原子の不対電子、ドット印はフッ素の最外軌道の電子を示します。
共有結合には、主に極性共有結合と非極性共有結合の 2 種類があります。これらの 2 つの結合は、共有結合の極性に従って名前が付けられます。結合の極性は、共有結合に寄与する 2 つの原子の電気陰性度の値によって異なります。これらの電気陰性度の値の差が 0.4 未満の場合、それは非極性の共有結合です。その値が 0.4 ～ 1.7 の場合、極性共有結合です。上記の例では、水素の電気陰性度は 2.2、フッ素の電気陰性度は 4.0 です。したがって、差は (4.0-2.2) =1.8 です。したがって、極性の高い共有結合です。
水素結合とは
水素結合は、2 つの異なる分子の 2 つの原子間で発生する引力です。したがって、それは分子内引力です。弱い吸引力です。しかし、極性-極性相互作用や、ファンデルワールス力のような非極性-非極性相互作用などの他のタイプの分子内力と比較すると、水素結合はより強力です。
水素結合は、極性共有化合物間で発生します。これらの化合物 (または分子) は、極性共有結合で構成されています。共有結合にある原子の電気陰性度の値の違いにより、極性共有結合が発生します。この差が大きい場合、電気陰性度の高い原子は結合電子をそれ自体に引き寄せる傾向があります。これにより、この非常に電気陰性の原子が部分的に負の電荷を取得し、他の原子が部分的に正の電荷を取得する双極子モーメントが作成されます。次に、結合は極性共有結合になります。この分子がこのような双極子モーメントを持つ別の分子に出会うと、負電荷と正電荷が互いに引き合う傾向があります。この引力は水素結合と呼ばれます。
水素結合は、電気陰性度の高い原子と電気陰性度の低い原子の間で発生します。水素結合は、一方の分子に O、N、および F があり、もう一方の分子に正電荷の H がある場合に存在します。これは、F、N、および O が、水素結合を形成できる最も電気陰性度の高い原子であるためです。水素結合の強度は、5 から 50 kJ/mol までさまざまです。 HF 原子間で最も強い水素結合が発生します。
図 2:水分子間の水素結合
水は、水素結合を持つ化合物の最も一般的な例です。ここで、1 つの水分子の酸素原子は、その分子の電荷分離により、別の分子の水素原子を引き付けることができます。
共有結合と水素結合の類似点
- 共有結合と水素結合は化学結合の一種です。
- どちらのタイプの結合も 2 つの原子間に発生します。
- どちらのタイプの結合も、2 つの原子間の接着剤として機能します。
共有結合と水素結合の違い
定義
共有結合: 共有結合は、原子間で電子を共有することによって形成される化学結合です。
水素結合: 水素結合は、2 つの異なる分子の 2 つの原子間で発生する引力です。
絆の性質
共有結合: 共有結合は分子間化学結合です。
水素結合: 水素結合は分子内化学結合です。
化学種
共有結合: 2 つの原子間に共有結合が形成されます。
水素結合: 水素結合は、2 つの異なる分子の 2 つの原子間に形成されます。
絆の強さ
共有結合: 共有結合の結合強度は、100 から 1100 kJ/mol までさまざまです。
水素結合: 水素結合の結合強度は、5 から 50 kJ/mol までさまざまです。
結論
共有結合も水素結合も化学結合です。共有結合は、水素結合よりも強力です。これは、共有結合は 2 つの原子間の電子の共有によって形成されるのに対し、水素結合は 2 つの分子間の引力によって形成されるためです。共有結合と水素結合の主な違いは、共有結合は分子内引力であるのに対し、水素結合は分子間引力であるということです。
