1923 年に、Kazimierz Fajans は、結合が主にイオン性であるかどうかを予測するための規則を策定しました。または共有。ファジャンスの法則は、化学結合の概念とその種類によって説明できます。この記事では、Fajans の規則とその公準の主な説明について説明します。 Fajans の規則を掘り下げる前に、化学結合について簡単に見てみましょう。
化学結合:
すべての原子の中で希ガスだけが自由に存在します。しかし、他のすべての原子は原子と簡単に結合して、別の分子を形成します。 2つ以上の原子を結合するこのプロセスは、化学結合につながります。
このプロセスでは、2 つ以上の原子が電子を移動または共有します。または他の原子の外殻と。原子は最小のエネルギーで安定した希ガス構成を実現します。
化学結合には次の 3 つの主なタイプがあります:
イオン結合
共有結合
座標共有結合
イオン結合:
1 つまたは複数の電子が、ある原子の原子価殻から別の原子の原子価殻に移動することをイオン結合と呼びます。それらの電子配置は、希ガス配置に近くなります。
電子を放出した原子は正に帯電し、正イオンと呼ばれます。
他の原子から電子を奪った原子はマイナスに帯電し、マイナスイオンと呼ばれます。
例:Na+ + Cl–(g) → NaCl(s)
共有結合:
2 つの原子は相互に電子を共有します。このような電子の相互共有は、共有結合と呼ばれます。
G.N.Lewis は 1916 年に共有結合の概念を導入しました。
2 つの原子が最外殻に電子を共有すると、2 つの原子の電子配置は希ガスの電子配置に近くなります。
例:H+ + Cl– → H–Cl
座標共有結合:
配位共有結合は配位結合とも呼ばれます。ルイスもこのタイプの結合を提案しています。両方の電子が単一の原子から共有されて結合を形成する場合、それは配位共有結合と呼ばれます。
ファジャンの法則:
Fajans は、結合が主にイオン結合か共有結合かを予測する規則を策定しました。結合が完全に共有結合または完全にイオン結合である必要があるとは限りません。共有結合はしばしばイオン性を有し、イオン結合は共有性を有する。このタイプの結合は、イオンの分極と呼ばれます。
イオンの分極は、反対の電荷を持つ 2 つのイオンがそれぞれに接触すると発生します。陰イオンと陽イオンは互いに引き合います。同時に、正の電荷を持つ原子核と負の電荷を持つ電子との間に斥力が生じます。この陰イオンと陽イオンの引力と反発の結果、イオンの形が球形から歪んだ形に変化（歪み）し、陰イオンに変形や分極が生じます。
陰イオンの歪みは陽イオンに偏り、陽イオンの歪みは陰イオンに分極。これらのうち、陰イオンの歪みは、陽イオンの分極よりも多く発生します。イオンの分極により、2 つの原子核間に高い電子電荷濃度が生じます。その結果、これはイオン結合と共有結合の間の結合の形成につながります。この結合は極性共有結合と呼ばれ、純粋な共有結合よりも安定しています。
イオンの歪みを以下に示します。
ファジャンの法則とは?
結合が主に共有結合か主にイオン結合かを予測するために、Fajans はイオンの分極に関するいくつかの規則を提案しました。以下にリストされています:
陽イオンのサイズが小さいほど、分極力は高くなります。これは、陰イオンの分極が大きくなることを意味します。正電荷を持つ陽イオンは、小さな表面積しか持ちません。これにより、電荷密度が高くなり、陰イオンの歪みが大きくなります。つまり、共有結合が形成されます。陽イオンの分極力は低く、サイズが大きく、イオン結合が形成されます。
陰イオンのサイズが大きいほど、分極率が高くなります。このタイプの陰イオンは容易に変形し、陽イオンによって容易に分極されます。つまり、共有結合を形成します。陰イオンのサイズが小さい場合、イオン結合を形成します。
陽イオンと陰イオンの両方の電荷が高いと、効果的な分極が生じます。分極は陰イオンと陽イオンの間の静電力によって引き起こされ、イオンがそれらに高い電荷を持っている場合、静電力は増加します。より多くの共有結合が形成されます。電荷が少ない場合、イオン結合が形成されます。
陽イオンが不活性ガス疑似配置 (ns2p6d10) または不活性対配置 (d10(n+1)s2) を有する場合、有効核電荷が高いため、高い分極力を持ちます。一方、希ガス配置 (ns2p6) を持つ陽イオンは、実効核電荷が低いため分極力が低くなります。
二極化の影響:
陰イオンの分極により、極性共有結合が形成され、安定性が向上します。したがって、臭化物とヨウ化物は高い格子エネルギーと高い安定性を持っています。
共有結合の形成が増加すると、イオン性化合物の極性溶媒への溶解度が低下します。
共有結合性が高まると、イオン性化合物の硬度も低下します。
例によるファジャンのルールの説明:
KCl の融点は AgCl よりも高いですが、半径を比較するとAg+ と K+ はほぼ同じです。これは、分子の融点が低く、イオン性が低いためです。したがって、分極力は陽イオンに基づいています。 K+ は希ガス配置に近い配置を持ち、Ag+ は疑似希ガス配置に近い配置を持ちます。したがって、Ag+ はよりイオン性を持ち、融点も高くなります。
結論:
Fajans のルールは、優勢な結合特性の性質を見つけるために重要です。イオン。この記事では、例を使って Fajans のルールを説明しました。イオンの分極を特定し、元素間の化学結合の性質を予測するために、Fajans の規則もリストされました。
