4.2 イオン性化合物と共有結合性化合物 (2023)

FAQs

共有結合とイオン性の関係は？ ›

化学結合における電荷の偏りを表す用語． たとえば，飽和炭化水素中のC原子とH原子の単結合では，結合はほとんど共有結合ではあるが，多少電荷に偏りがあり，わずかながらC原子のほうが－に，H原子のほうが＋になる． このような状況を，結合にイオン性があるという．

共有結合はお互いが持つ電子を出し合って結合を作っているため結合の本数に限度があるのに対し、イオン結合はプラスとマイナスの間に生じるクーロン力によって作られるものであるので「陽イオンと陰イオンがある限り制限なく結合できる」ということになります。

イオン結晶（イオン結合結晶, 英: ionic crystal）はイオン結合によって形成される結晶のこと。 この結晶は、異符号のイオン同士が隣り合いクーロン力によって結び付けられ固定されることでできる。 イオン結合は強い結合なのでイオン結晶は融点が高く、硬い性質を持つ場合が多いが、脆くて壊れやすい性質も持つ。

何個も繰り返しイオン結合によって陽イオンと陰イオンが結びつけられ、規則正しい配列で並んでできる物質もあります。 このような、イオン結合によってできている結晶(固体)を、イオン結晶といいます。 ちなみに、海水には、塩化ナトリウムNaClや塩化マグネシウムMgCl2などのイオン結晶がたくさん溶け込んでいます。

原子がもつ電子を使って直接つながっている共有結合は最も強い結合で、陽イオンと陰イオンの間の引力（クーロン力）によって形成されるイオン結合は、二番目に強い結合。 金属結合は、飛び回ってる自由電子による結合であまり強くはない。

【解答】一つひとつの結合電子対に着目し，その電子対を介して結合している 原子の電気陰性度の差が0.5未満であれば非極性共有結合，0.5～1.9であれば極 性共有結合，1.9より大きければイオン結合として分類される．

共有結合かどうかの見分け方も非常に簡単です。 物質を分子式や組成式に直してみて、非金属原子だけでできている場合は共有結合になります。

ちなみに、イオン結合は非金属元素と金属元素の原子間の結合、金属結合は金属元素の原子間の結合となります。

1つの原子が電荷を持った場合は単原子イオンになりますし、2つ以上の原子からできた分子が電荷を持てば分子イオンや多原子イオンと呼びます。 イオンは、電荷を持った原子や分子と考えましょう！

このような違いが存在するのは、分子には区切りがあるのに対し、イオン結晶には区切りがないためであり、イオン結晶を化学式で表すのに最小単位を取ろうとしたためである。 粒子同士の結合のうち、イオン結合は強い結合であるため、イオン結晶は融点が高く、硬い。 しかし、外部からの力には弱い。

なぜイオン結晶は電気を通さないのか？ ›

固体の場合と同様金属結晶は電気を通す。 また、イオン結晶は固体の状態ではイオンが動けないため電気を通さないが、溶解や融解させると（イオンが電離するため）電気を通すようになる。

イオン結合によってできる結晶をいう。 たとえば塩化ナトリウムNaClの結晶のようなもので，各イオンのまわりは異種イオンに取り囲まれている。 多くは電気の絶縁体で，分子結晶と比べて融点が高い。

イオン結合と共有結合の違い

イオン結合は、プラスとマイナスの間で生じるクーロン力によって作られており、陽イオンと陰イオンがある限り際限なく結合し続けます。 それに対し、共有結合はお互いが持つ電子を出し合うことで結合を作っており、電子の数には制限があるため、ひとつのかたまり（＝分子）が形成されます。

共有結合の結晶には、ダイヤモンドC、黒鉛C、単体のケイ素Si、二酸化ケイ素SiO2、炭化ケイ素SiCなどがあります。 高校の段階では、とりあえずこの５種類を覚えておけば大丈夫だと思います。

イオン結合とイオンからなる物質 陽イオンと陰イオンが電気的な引力で結びつく結合をイオン結合という。 陽イオンと陰イオンにはたらく電気的な引力を〔 静電気力 〕または〔 クーロン力 〕という。 陽イオンと陰イオンが規則正しく配列している固体をイオン結晶という。

代表の分子からもわかるように同じ元素同士からなることが多く、電子を完全に奪いきれるほどの力の差がないからです。 お互いに離れることが出来ず、一緒にいることでしか安定できない。 そのため共有結合はもっとも強く結びつくことになります。

共有結合化合物（分子化合物と呼ばれる場合もあります）は、共有結合共有結合 によって接続された個別の中性原子から構成されます。 共有結合化合物は、もっぱら非金属間で形成されます。 炭水化物炭水化物、脂質脂質、タンパク質タンパク質、核酸核酸 をはじめとするすべての有機化合物は共有結合化合物の例です。

あくまでも電荷の異なる粒子どうしの、原子核と電子とが電気引力を及ぼしているのである。 同種の電荷である原子核どうしには反発力が生じている。 同様に、同種の電荷である電子どうしにも反発力が生じている。 このように価電子を仲立ちとして、電子を共有することによって生じる結合を共有結合(covalent bond)という。

「電気陰性度」は、原子が共有電子対を引きつける強さの程度を表した値 原子は、電子を共有して結合します。 このとき、実は、原子と原子の間で、 共有電子の引っ張り合い が起きているのです。 原子がそれぞれのチーム、共有電子対が綱にあたるわけです。

静電気力の強さには，「電荷の大きさ」と「距離」が関係しています。 電荷が大きいほど，静電気力は強くなります。 陽イオンや陰イオンの価数が大きいほど，強い結合であるといえます。

共有結合性とはどういう意味ですか？ ›

共有結合 （ きょうゆうけつごう 、 英: covalent bond） ^{[注釈 1]}は、原子間での電子対の共有をともなう化学結合である。 結合は非常に強い。 ほとんどの分子は共有結合によって形成される。 また、共有結合によって形成される結晶が共有結合結晶である。

みなさんは、組成式と分子式の関係を覚えていますか？ 組成式は、成分元素の原子の数の比を表したものです。 分子式は、分子中に含まれている原子の数を表したものです。 つまり、分子式は、組成式を整数倍したものになっているはずです。

分子結晶はさらに分子同士の結合力の種類により分類される。 氷やナフタレンの固体が分子結晶の例であり、前者は水分子が水素結合で結びついた水素結合結晶、後者はナフタレン同士がファンデルワールス力で結びついたファンデルワールス結晶（分子性結晶）である。

電子殻にある電子といえど位置がランダムにずれることがあり、瞬間的に分子内でわずかな電荷の偏りが生じます(*注)。 この電荷が静電気的に引き合って力が生じるわけです。

金属結合とは、金属原子が最外殻を回っている価電子を放出して失い、陽イオンとなった原子が規則正しく並び、放出された電子がこの陽イオンの中を自由に動き回っている（自由電子と言います）状態の結合を言います。

イオン結合は陽イオンと陰イオンの結合である。 したがって、陽イオンになりやすい（陽性が強い）【１】元素と陰イオンになりやすい（陰性が強い）【２】元素の結合ということになる。 金属元素と非金属元素の間にできる結合をイオン結合という。 例としてナトリウムNa原子と塩素Cl原子のイオン結合を見てみよう。

金属（きんぞく、英: metal）とは、展性、塑性（延性）に富み機械工作が可能な、電気および熱の良導体であり、金属光沢という特有の光沢を持つ物質の総称である。 水銀を例外として常温・常圧状態では透明ではない固体となり、液化状態でも良導体性と光沢性は維持される。

カチオンカチオン とアニオンアニオン から成り、静電力で結合されている化合物を、イオン化合物と呼びます。 イオン化合物は全体として電気的に中性であり、一般的には金属と非金属の間に形成されます。

水や二酸化炭素などは、複数の原子が結びついた分子が集まった物質です。 一方で、塩化ナトリウムや硫化鉄などは、2種類以上の原子がたくさん結びついている物質で、分子とは言いません。 複数の原子が結びついている物質を「化合物」と言います。

つまり、原子は「陽子（＋の電気）と電子（−の電気）を同じ数ずつ持っている」ことになるので電気を帯びていません。 （２）イオンイオンは、原子が電子を失ったり、受け取ったりして電気的に偏りができたものです。 イオンには、陽イオンと陰イオンがあります。 原子が電子を受け取ると、電気的に−に偏るので陰イオンになります。

イオン結合と塩結合の違いは何ですか？ ›

食塩はナトリウムと塩素がイオン結合で結びついている化合物です。 イオン結合とはプラスの電荷を持つイオン物質とマイナスの電荷のイオン物質が結びつく化学結合です。 原子は結合をする時に結びつく手の数が決まっており、ナトリウムは1つ、塩素も1つです。 なので食塩はそれぞれ1つずつが結びつきNaClという物質になります。

イオン結晶の見分け方

金属元素と非金属元素が含まれた物質はイオン結晶です。 例えば、NaCl，MgSO₄など。 例外として、アンモニウムイオンNH₄⁺を含む場合もイオン結晶です。

基本的に，イオン結晶は「金属元素」と「非金属元素」の両方で構成されています。 ただし，塩化アンモニウムNH₄ClなどのアンモニウムイオンNH₄^＋を含む物質は非金属元素だけで構成されていますが，イオン結晶として存在しています。

原子のつくりとイオン

原子が電子を失うと、陽子の数が多くなり、原子は＋の電気を帯びることになります。 反対に原子が電子を受け取ると、陽子の数より多くなるので、－の電気を帯びることになります。

水道水は電気を通しますが、これは水道水の中にイオンが含まれているからです。 このイオンは電解質と呼ばれ、電気を通しやすくしています。 水中に電解質であるイオンの含有量が多ければ多いほど（＝イオン濃度が高いほど）、電気を通しやすくなります。

電解質の水溶液中にはイオンが存在するため，電流が流れる。 砂糖やエタノールなどの非電解質は，水にとけても電離しないため電流が流れない。

共有結合によってできている結晶を、共有結合結晶あるいは共有結晶といいます。 例としてダイヤモンド、黒鉛、ケイ素、二酸化ケイ素などがあります。

このようにしてイオンがクーロン力によって結びついて生じる物質をイオン結合性物質と言います。 イオン性物質は基本的にNaCl、CaCl2、CaOなど金属元素＋非金属元素の組み合わせでできている物質ですが、NH4Clのようにアンモニウムイオンが含まれる化合物は、非金属元素のみで生じる物質でありながらイオン性物質です。

イオン結合でできている物質は？ ›

例えば、NaClやMgO，K₂SO₄など金属元素と非金属元素が組み合わさってできたものがイオン結合性の物質ということです。

イオン結合（イオンけつごう、英語：ionic bond）は正電荷を持つ陽イオン（カチオン）と負電荷を持つ陰イオン（アニオン）の間の静電引力（クーロン力）による化学結合である。 この結合によってイオン結晶が形成される。 共有結合と対比され、結合性軌道が電気陰性度の高い方の原子に局在化した極限であると解釈することもできる。

結合強さの順番は、おおむね次のとおりである。 共有結合（配位結合）＞イオン結合＞金属結合＞＞水素結合＞ファンデルワールス結合これらの化学結合は、コラーゲンタンパク質の構造維持及び鞣し、染色、加脂、仕上げなど皮革の製造に大きく関与している。

代表の分子からもわかるように同じ元素同士からなることが多く、電子を完全に奪いきれるほどの力の差がないからです。 お互いに離れることが出来ず、一緒にいることでしか安定できない。 そのため共有結合はもっとも強く結びつくことになります。