分子の種類と結合の種類


原子は集まって分子をつくります。
しかし、集まっただけでは分子になりません。
分子になるためには原子の間につながりができなければなりません。
このつながりを結合といいます。

分子の種類

・単原子分子

分子とは複数個の原子が結合した構造体のことをいいます。
18族の希ガス元素の多くは結合をつくらず、原子1個で分子のように行動します。
このような原子を単原子分子といいますが、例外的なものと考えていいでしょう。


・単体

同一種類の原子だけでできた分子のことを単体といいます。
水素分子(H2は水素原子(H)からできた単体であり、酸素分子(O2)、あるいはオゾン分子O3)は酸素(O)でできた単体ということになります。

・同素体

同じ種類の原子でできた単体の関係を同素体といいます。
酸素分子とオゾン分子は同素体です。
炭素(C)は同素体の多いことで知られています。

・化合物

2種類以上の原子かrできた分子を化合物といいます
ですから酸素分子やオゾン分子は化合物とはいえませんが、水分子(H2O)は酸素と水素の2種類の原子からできた分子なので、化合物といえます。

・有機物

炭素を含む分子のうち、1酸化炭素(CO)や2酸化炭素(CO2)のような簡単な構造ではない分子を、有機物と総称します。
有機物は分子ですから有機分子でもあり、炭素の単体を除いたものは化合物なので有機化合物でもあります。


結合の種類

分子に多くの種類があるように、結合にも多くの種類があります。

結合は、大きく分けると原子間にはたらくものと、分子間にはたらくものがあります。
単に結合というと原子間にはたらくものであり、分子間にはたらくものは結合といわずに分子間力というのが一般的です。
しかし、分子間力のなかには水素結合のように「結合」といわれるものもありますから、少々混同してしまいます。

・イオン結合

原子は電気的に中性です。
この中性の原子から電子を1個取り除いたらどうなるでしょう?
原子核の陽電荷が1だけ多くなりますから、原子はプラス1の伝荷を帯びます。
このような電子種を陽イオンといいます。
反対に中性の原子に電子1個を与えると「原子」をマイナス1の電荷を帯びます。
これを陰イオンといいます。

陽イオンと陰イオンの間には静電引力がはたらきます。
この力による化学結合をイオン結合といいます。
典型的な例はナトリウムイオン(Na+)と塩化物イオン(Cl)が結合して塩化ナトリウム(NaCl)を構成する結合です。

金属結合

金属原子は電子を放出して陽イオンになる傾向があります。
この放出された電子を特に自由電子といいます。
金属結晶では金属原子が3次元にわたって規則的に積み重なり、その間を自由電子が満たしています。
いわば、水槽に木製の球を積み重ね、間に木工用ボンドを流し込んだ状態です。
球が金属イオンであり、木工用ボンドが自由電子です。
このような結合を金属結合といいます。


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