金属結合:
* 金属原子: 金属は、非局在電子の「海」に囲まれた正の帯電した金属イオンの格子で構成されています。これらの電子は特定の原子に結合しておらず、構造全体を通して自由に移動できます。
* 強い方向と非方向: 金属結合は強く、非方向性であり、イオンと電子の間の引力はすべての方向で等しくなります。これにより、原子の緊密な梱包が可能になり、高密度と良好な導電率が得られます。
* 結晶構造: 通常、金属は、顔中心の立方体(FCC)、体中心の立方体(BCC)、六角形の密集(HCP)などのさまざまな結晶構造を示します。これらの構造は、金属原子のサイズと梱包によって決定されます。
イオン結合:
* イオン: イオン化合物は、静電力によって結合された反対に帯電したイオンで構成されています。これらのイオンは通常、金属から非金属への電子の伝達によって形成されます。
* 強く、方向性: イオン結合は強く、方向性があります。つまり、引力は反対に帯電したイオンの間で最も強いことを意味します。これは、特定の幾何学的配置を備えたより秩序化された構造につながります。
* 結晶構造: イオン化合物は通常、顔中心の立方体(NaCl構造)や単純な立方体(CSCL構造)などの単純な結晶構造を採用します。これらの構造は、静電反発を最小限に抑え、魅力を最大化することを目指して、イオンの電荷とサイズによって決定されます。
重要な違い:
* 結合: 金属には非局在化電子と非方向結合があり、イオン化合物には局所的な電子と方向結合があります。
* 導電率: 金属は、自由移動する電子による熱と電気の良好な導体であり、イオン化合物は通常、固体の絶縁体です。
* 柔軟性と延性: 金属イオンが結合を壊さずに互いに通り過ぎる能力により、金属は順応性があり(シートにハンマーできます)、延性(ワイヤに引き込むことができます)。イオン化合物は一般に脆く、強い方向結合のためにストレスを粉砕します。
例:
* 塩化ナトリウム(NaCl): NaClは、Na+およびCl-イオンを交互に備えた顔中心の立方体(FCC)構造を採用しています。
* 塩化セシウム(CSCL): CSCLは、キューブの中心にCS+イオンを備えた単純な立方体構造と、各コーナーにCl-イオンを採用しています。
* 銅(Cu): 銅には、顔中心の立方体(FCC)構造があります。
結合と構造の違いを理解することは、金属とイオン化合物の異なる特性を説明します。