スポンサーリンク

共有結合とは

「さまざまな結合」でまとめたように、共有結合とは「非金属元素と非金属元素の間に形成される結合」である。

今回は、塩素分子(Cl2)を例に説明していこう。

2つの塩素原子はお互いの余っている電子(2個ペアになってない電子:不対電子)を共有することで新たに電子対を形成する。不対電子を「人の手」だとすると、片手で握手をしているようなイメージだね。

このような分子の電子式に含まれる電子対のうち、2つの原子が電子を1コずつ出し合うことで形成される電子対を共有電子対、1つの原子が持つ電子のみで形成される電子対を非共有電子対という。

また、Cl2分子では、原子間が1つの共有電子対で結びついており、このような共有結合を単結合と呼ぶことも覚えておこう。


スポンサーリンク

共有結合の例

共有結合を使って結合している分子として、

CO2

まずは二酸化炭素(CO2)。

二酸化炭素は、1つの炭素原子(C)と2つの酸素原子(O)が結合して作られている。

先ほど例として挙げたHClは、HとClが1コずつ電子を出し合うことで共有結合を作っていたけれど、二酸化炭素の場合は、Oは(それぞれ)2コ、Cは4コの不対電子をもつので、OとCは2コずつ電子を出し合って共有結合を形成する。

また、CO2分子では、原子間が2つの共有電子対で結びついており、このような共有結合を二重結合と呼ぶことも覚えておこう。

以上の説明をすると、決まってこういう質問をする人がいる。

「まあ確かに先生の言ってることは分かるんだけど、なんでこういう結合にはならないの?↓」

CとOが1コずつ不対電子を出して、結合を作る形だね。これについては「原子の安定性」を使って説明できる。

原子は「希ガスと同じ電子配置(=価電子8コ!)」になった時に最も安定となる。従って(不安定より安定の方がいいので)原子はできるだけ希ガスと同じ電子配置であろうとする。

2つを比べると、上はC・Oともに希ガス(ネオンNe)と同じ電子配置になっているのに対し、下はどちらとも希ガスの電子配置になっていないよね。よって、実際に存在するのは上の方ということになる。

N2

次に、窒素分子(N2)の共有結合について見ていこう。

窒素原子は不対電子が3コ存在しており、それらを3コずつ出し合って次のように結合する。

この場合も、2つのN原子が安定な希ガスの電子配置になっているね。

また、N2分子では、原子間が3つの共有電子対で結びついており、このような共有結合を三重結合と呼ぶことも覚えておこう。


スポンサーリンク

価標

次のように、共有電子対を価標という線を用いて表すことがある。

価標は「共有電子対の数と同じ本数書く」ということを覚えておこう。

共有結合と配位結合

共有結合の一種に「配位結合」というものがある。
配位結合に関しては配位結合とは?定義、特徴、強さ、共有結合との違いなど例を挙げて徹底解説!のページにまとめたのでそちらを見てみてほしい。

共有結合とイオン結合

共有結合とイオン結合では、結合の仕組みが異なる。イオン結合についてはイオン結合とは?定義から特徴、強さ、共有結合との違いまで例を挙げて解説!で学んで比較してみてね!


スポンサーリンク

演習問題

 問1

共有結合は「非金属元素+非金属元素」「非金属元素+金属元素」「金属元素+金属元素」のどれか。

【問1】解答/解説:タップで表示
解答:非金属元素+非金属元素

共有結合は非金属元素と非金属元素が互いの電子を共有しあうことによって形成される結合である。

 問2

共有結合を形成している2つの原子が電子を共有することで形成される電子対をなんと言うか。

【問2】解答/解説:タップで表示
解答:共有電子対

共有結合を形成している2つの原子が電子を共有することで形成される電子対を共有電子対という。

 問3

問2の電子対と異なり、2つの原子で電子を共有してない電子対のことをなんと言うか。

【問3】解答/解説:タップで表示
解答:非共有電子対

電子対に使われている電子が2つとも1つの原子由来である場合その電子対は非共有電子対と呼ばれる。

 問4

二酸化炭素が次のように結合しないのはなぜか。

【問4】解答/解説:タップで表示
解答:以下参照

原子は希ガスと同じ電子配置になったときに最も安定になるため、出来る限り全ての原子が希ガスの電子配置になるように結合を作る。

上の方はCもOも価電子が8個で希ガスの電子配置になっている。それに対して(問題にある)下の方はCもOも希ガスの電子配置になっていない。


スポンサーリンク

関連:他の結合も、まとめて理解。

化学結合は共有結合以外にもたくさん存在する。この機会に、まとめて体系的に理解しておこう。

  • イオン結合とは?定義から特徴、強さ、共有結合との違いまで例を挙げて解説!
  • 金属結合とは?特徴や強さ、自由電子の役割などを例を用いて解説!
  • 配位結合とは?定義、特徴、強さ、共有結合との違いなど例を挙げて徹底解説!
  • 分子間力(水素結合・ファンデルワールス力)とは?定義、強さなどを解説!
  • 化学結合まとめ!結合の種類と強さ、結晶の融点・電気伝導性など
  • (これもオススメ!)【大学受験】理論化学のオススメ勉強法・参考書・問題集を大公開!
  • 化学のグルメ「【Youtube】ショートアニメーション講義」

  • スポンサーリンク

    関連:問題集、作りました。

    化学のグルメオリジナル問題集「理論化学ドリルシリーズ」の販売を開始しました!

    モル計算や濃度計算、気体計算など多くの人が苦手とする分野の計算解法が詰まった問題集になっています。詳細は【公式】理論化学ドリルシリーズにて!


    スポンサーリンク

     

    MAIN


    SNS


    OTHER