共有結合とイオン結合

Question

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=874028
とか見てみたんですけど、回答が理解しにくかったので改めて質問します。
塩化水素ＨＣｌは共有結合で、二酸化ケイ素ＳｉＯ２も（確か）共有結合だと思うんですけど、
（その他ＨＦとか考え出すときりがない）
どうしてイオン結合ではダメなんですか？

また、ダイヤモンドＣは共有結合なのですか？
更に黒鉛は、どうして分子結晶なのですか？

seiru · Accepted Answer

二酸化ケイ素がダイヤモンドと同じ立体の形をしていることは大丈夫ですね？
Siの周りを囲っている酸素原子ですが、この酸素原子はそのむこうにもう一つSi原子と結合してるのです。
つまり、一つの酸素原子は２つのケイ素原子と結合し、一つのケイ素原子は４つの酸素原子と結合している。
…大丈夫かな？
すると、SiO4にはなりませんよね？
簡単に言っちゃうと、酸素原子は半分しか結合に関与出来てないんだから、ひとつのSiのもとには半分の酸素原子しかないわけです。

それから、最外殻が埋まっていない原子っていうのはとても不安定ですよね。
そのために、原子は希ガスの電子配置を求めてしまうのです。
酸素は価電子が６個。
どこからか電子をもらってきて、なんとか最外殻をうめようとします。
ちょっと視点を変えて、ケイ素原子についても考えてください。
価電子が４個のケイ素原子は、もちろんイオンにはなれませんね。
でも、あと４個の電子がほしいのです。
酸素と同じように、どこからか電子をもらってきて、安定になりたいのです。
逆に、４個の電子を誰かに上げることで安定することもできます。
ほんとにそんなことしたら、すっごいエネルギーがひつようですが…。

そこで考えたのが、共有結合〈やっと出てきた…）
酸素とケイ素が、足りないぶんの電子をお互いに補うのです。
そうして、最外殻の電子を希ガスと同じ配置にして、安定化するのです。
まだ判りにくいかな…？

抽象的なことになりますが、一応書いておきます。
共有結合：原子間の電気陰性度の差が小さいと、電子を共有することで、各原子が安定化する結合のこと。
イオン結合：原子間の電気陰性度の差が大きいと、電気陰性度の大きいほうに電子が奪われ、陽イオン陰イオンに変化し各原子が安定化する。イオンに分かれると、それぞれの電荷によりクーロン力が生じ、これがイオン結合になる。
金属結合：最外殻にもつ１個または２個の電子〈自由電子）を放出して安定化する。自由電子を出来るだけ多くの原子で共有しようとして原子が結合したのを金属結合という。

更に混乱させてたらごめんなさい。
目に見えない分、想像したり理解するのが大変ですよね。
何か、少しでも判っていただけたら幸いです。

seiru · Answer

よかった☆
電気陰性度は周期表の右上にいくほど大きく、フッ素で最大です。
参考までに…(^^;

seiru · Answer

まず、ダイヤモンドと黒鉛の結晶についてです。
ダイヤモンドの各炭素原子は、4つの炭素原子によって正四面体のように囲まれています。
イメージとしては、メタンの水素が全部炭素に置き換わった感じですね。
その正四面体がそれぞれの炭素原子で構成されて、結晶が巨大分子になってるわけです。
日本語がちょっとややこしいけど、大丈夫？
この炭素間の結合は全部共有結合です。
黒鉛の平面構造は、六角形が平面上に連なっている図を見たことがありませんか？
平面の結合は、もちろん共有結合です。

共有結合とは、どんな結合だったか覚えていますか？
希ガスの電子配置をとることで、お互いに安定しようとするけつごうです。
ぶっちゃけて、粗雑な言い方をすると、イオン結合ではない結合のことです。
例えば、Ｈ2分子について。
もしこれが仮にイオン結合だとしたら、どちらが陰イオンでどちらが陽イオンでしょう…？
説明出来ませんよね。
だから、同じ種類の原子同士は共有結合なのです。
つまり、ダイヤモンドも黒鉛も共有結合なのですよ。
ただ、黒鉛の場合は平面構造をとっているため、平面構造の重なりが分子間力だと言う話です。
黒鉛は薄くはがすことが出来るでしょ？
それは、分子間力が弱いっていう証拠ですね。

さて、まずは二酸化ケイ素から話しましょう。
これはダイヤモンドと同じ立体の形をしていますよ。
ケイ素Siのまわりに4つの酸素原子が取り囲んでる様子です。
図を書いてみると判りやすいですよ。
それぞれの酸素原子にも、またケイ素Siをくっつけてまた酸素をくっつけて…ってやって見てください。
つまり、これも共有結合です。
Siの価電子が4個で、酸素が6個ってことを考えると、電子を共有したくなりませんか？
まさか、Siを4＋だなんて出来ませんよね？

塩化水素ＨＣlについては、これも、お互いが安定する形を求めて共有結合を作るのですが…
端的に言いますと、塩化水素を水に溶かした塩酸は、電気を通しますか？
通しませんよね？なぜかと言ったら、塩化水素がイオン結合をしていないため、水に溶かしても陰イオン陽イオンが発生しないので、電気を通さないからです。

覚えやすいのは、金属と非金属の結合がイオン結合、っていう、教科書に書いてある当たり前のことでしょうか…？
水素も塩素も金属ではないので、共有結合だなって思えるのでは？

判りにくく、長い回答でごめんなさい。

bucchiworld · Answer

イオン結合は原子同士の静電的相互作用により結合が生じたものです。要するに+電荷原子と-電荷原子が互いに引き合って生じた結合をイオン結合といいます。
イオン結合が生じるためには原子に電位差が必要なので、同じ元素同士の結合ではイオン結合が生じないということになります。（例外は大いにあるでしょう）
→ダイアモンドやグラファイト、フラーレンなどは炭素原子のみなので共有結合です。

次に違う元素同士の結合ですが、原子間には、どんなに性質が似ていても僅かに電位差が生じます。この電位差が小さければ共有結合になったり、大きければイオン結合になったりします。また、共有結合やイオン結合であると決定しても、その結合が100%であるわけではなく、若干の他方の結合も同時に行ってます。

元素の全体像を見てみると、非金属元素は+電荷を持ちやすく、金属元素はー電荷を持ちやすいということが言えます。なので、非金属－非金属の結合は共有結合で非金属－金属の結合はイオン結合になりやすいということになります。金属－金属は原子価電子の軌道が定まりにくいのかどうか、金属結合を行います。
よって、HClは非金属－非金属なので共有結合を行います。ただし、知ってのとおり水素原子は+電荷になりやすいので、HClのイオン結合性は45%と高い値になってます。かろうじて共有結合って感じですね。
二酸化珪素も非金属元素の集まりなので共有結合性大ですね。

uye · Answer

黒鉛の回答です。

ダイヤモンドは立体構造ですが、黒鉛は平面構造で、その平面構造が分子結合で重なり合っています。

共有結合とイオン結合

二酸化ケイ素がダイヤモンドと同じ立体の形をしていることは大丈夫ですね？

よかった☆

まず、ダイヤモンドと黒鉛の結晶についてです。

この回答への補足

イオン結合は原子同士の静電的相互作用により結合が生じたものです。

黒鉛の回答です。

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