* 炭素(c): これは、4つの共有結合を形成する能力のために、最も一般的な例です。炭素には4つの価電子があります。つまり、外側のシェルを完成させるにはさらに4つの電子が必要です。これにより、それ自体を含む他の原子との結合を形成する際に非常に汎用性が高く、有機分子の膨大な多様性につながります。
* シリコン(SI): 炭素と同様に、シリコンには4つの価電子もあり、4つの共有結合を形成できます。 有機化学の炭素よりも一般的ではありませんが、無機化学および材料科学では重要です。
* 窒素(n): 窒素は通常3つの結合を形成しますが、特定の状況で4つの結合を形成できます。たとえば、アンモニウムイオン(NH4+)では、窒素は水素に4つの結合を形成します。これは、窒素の電子の孤立ペアを利用して第4結合を作成する能力によるものです。
* 酸素(O): 窒素と同様に、酸素は特定の状況で4つの結合を形成できます。たとえば、水(H2O)では、酸素は水素に2つの結合を形成します。ただし、特定の化合物では、酸素は2つの二重結合(たとえば、二酸化炭素、CO2)またはトリプル結合(例:亜酸化窒素、N2O)を形成できます。
* リン(P): リンは、リン酸(H3PO4)またはリン酸イオン(PO4^3-)などの化合物に4つの結合を形成し、酸素原子に4つの単一結合を形成します。
重要な注意: 原子が形成できる結合の数は、次のような要因の影響を受けます。
* 価電子: 外側のシェルの電子の数。
* 電気陰性度: 原子が電子を引き付ける能力。
* ハイブリダイゼーション: 原子軌道を混合して、異なる形状とエネルギーを持つ新しいハイブリッド軌道を形成します。
したがって、多くの原子は理論的には4つの結合を形成できますが、実際の結合数とその性質は特定の化学環境に依存します。