化基:化学結合

原子どうしがどのように結びついて物質になるかを、イオン結合・共有結合・金属結合の3種類に分けて学びます。結合の種類によって、できる結晶の性質も決まります。

だいじな考え方

• イオン結合は、金属元素(陽イオンになりやすい)と非金属元素(陰イオンになりやすい)の間で、電気的な引力によって結びつく結合です。
• 共有結合は、非金属元素どうしが電子を出し合い、共有することで結びつく結合です。多数の原子が共有結合で網目状につながると、ダイヤモンドのように非常に硬い共有結合の結晶になります。
• 金属結合は、金属原子から離れた自由電子が陽イオンの間を動き回ることで、多数の原子どうしを結びつける結合です。自由電子があるため金属は電気や熱をよく通します。
• 分子(二酸化炭素など)が集まってできる固体は、分子と分子の間の弱い力(分子間力)で集まっているだけの分子結晶で、共有結合の結晶とは別物です。

結合の種類は、関わる元素が金属か非金属かでほぼ決まる。

やりかた

1. 物質を作っている元素が金属元素か非金属元素かを確認する
2. 金属+非金属ならイオン結合、非金属どうしなら共有結合と判断する
3. 金属だけでできていれば金属結合
4. 共有結合でできた物質が、分子として集まっているのか、網目状に無限につながっているのかを見分ける

れい

問題: 塩化ナトリウム(NaCl)、ドライアイス(CO2)、ダイヤモンド、銅(Cu)を、イオン結晶・分子結晶・共有結合の結晶・金属結晶に分類せよ。

1. NaClは金属元素Naと非金属元素Clからなる→イオン結晶
2. ドライアイスはCO2という分子が集まった固体→分子結晶
3. ダイヤモンドは炭素原子どうしが共有結合で網目状に連なる→共有結合の結晶
4. 銅は金属元素だけからなる→金属結晶

答え: NaCl=イオン結晶、ドライアイス=分子結晶、ダイヤモンド=共有結合の結晶、銅=金属結晶

つまずきやすいところ

たしかめ方

• 分類した結果について、それぞれの結合の説明(なぜその結合になるか)を自分の言葉で言えるか確かめます。
• 融点の高さの順番を予想してから調べ、結合の強さの説明と矛盾していないかを見比べます。