窒素の化合物の結合について

　窒素化合物である
１、アンモニア
２、アンモニウムイオン
３、硝酸イオン
４、窒化リチウム
　は、何結合なのでしょうか？？
　高校の科学の教諭に、尋ねましたら、『テストには出ません。』といわれました。以来、消化不良です。
　電子配置は自学で何とかわかっていますが、結合ともなると自信がありません。
　よろしくお願いします。

No.5 ベストアンサー 回答者： Tacosan 回答日時： 2007/08/01 13:25

Li3N ですが, 固相での Li-N 結合について触れている論文が見付かりました.

Heinz Schulz and K.H. Thiemann, Defect Structure of the Ionic Conductor Lithium Nitride (Li3N), Acta Cryst. (1979), A 35, 309-314
ですが, 少なくとも低温ではイオン結合 (つまり (Li^+)3 N^3-) であると書かれています. ついでにいうと, 固相で N^3- が存在するというのは, Li3N で始めて見付かったそうです.
結晶構造は空間群 P6/mmm に属すると書いてあるなぁ. 図では, Li2N と Li の層が交互に並んでいる様子が描かれています. Li2N の層では N のまわりに 6個の Li が六角形状に配置し, 各 Li が 3個の Li に共有されています. 一方 Li のみの層では, その上下の層の N の間に Li があります. N から見ると六角両錐形の 8配位です.
あと NH4^+ ですが, これについて「配位結合」というのはあまりよくないんじゃないかなぁという気がします. 配位結合は共有結合の 1種と考えられます (共有結合では 2個の原子が電子を 1個ずつ持ち寄って結合しているが, 配位結合では一方の原子が 2個の電子を提供するという点では違うけど, 結局「2個の電子が原子を結合させる原動力」という意味では同じ). しかも NH4^+ では 4個の N-H 結合が全て等価ですから, そのうちの 1個だけをとりたてて区別する意味はないと思います.

この回答へのお礼

ありがとうございました！！
窒化リチウムがあえて自学用のテキストにのっていたのはそうゆうゆえんがあるからなのでしょうか。。
また、疑問がでましたらよろしくお願いいたします。

お礼日時：2007/08/02 10:59

No.6 回答者： phosphole 回答日時： 2007/08/02 05:18

>No1,5さま

横から失礼します。
なるほど、興味深いですね。
リチウムアミドのようにある程度の共有結合かと思っていましたが、完全にイオン結晶なのですね。
電子分布なども分かるとおもしろそう。
試薬として使ってみたいとは思っていますが、未だにそのチャンスに巡り会えてはおりません。

アンモニウムイオンの配位結合は他の共有結合と区別がつかないというか、全部同じなので、あえて区別して考える必要は無いと思います。
そもそも、ある結合を配位結合と考えるか共有結合と考えるか、というのは、考え方の問題でしかありません。
H3N->H^+と書けば配位化合物として考えていることになりますし、H4N^+と書けば共有結合ですが、これらは式の見た目が違うだけで、同じことですよね。

強いて言えば、配位結合で書く方が実際の電荷の分布をよりよく表現できるかと思います。
この場合だと、実際の正電荷はH原子上にあって窒素原子上にはありません。
・・・でも、一つの水素原子にだけ電荷が載っているわけではないからなぁ。返って誤解を招くかもしれない。

なお、配位結合で結合を書く流儀にこだわるなら、硝酸イオンも配位結合の矢印が出てきますね。
確認してみてください。
配位結合で描かないのなら、窒素と酸素には電荷を乗せてやらないと、まわりの電子数がおかしくなりますので注意。

この回答へのお礼

共有結合と配位結合はアンモニアとなると差異がはっきりしないのですね。
そこらへん、この夏にでも集中して勉強しようかと思います。
何度も親切にありがとうございました。

お礼日時：2007/08/02 11:04

No.4 回答者： maku_x 回答日時： 2007/08/01 10:34

> アンモニウムイオンは、配位結合といえるのでしょうか？

配位結合については、参考URLをご覧下さい。但し分子軌道の話が出てきますので、幾分難しいかも知れませんが。詳しくは大学で習います。
で、アンモニウムイオンの場合はどうかと言うと、窒素原子と結びつく3個の水素原子は共有結合ですが、アンモニア分子と水素イオンの間の結合は配位結合と説明できます。但し、Tacosan さんが回答に書かれている通り、アンモニウムイオンの中の N-H 間の結合は、共有結合と配位結合が常に入れ替わっていて、どれが共有結合でどれが配位結合かは区別できません。強引な言い方をすれば、3/4の確率で共有結合でもあるが、1/4の確率で配位結合でもある、と言えます。

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%8D%E4%BD%8D% …

No.3 回答者： phosphole 回答日時： 2007/07/31 23:57

窒化リチウムは難しいですね。

私はイオン結合と共有結合の中間というか混じりだと思います。
確かに電気陰性度差がそこまで無いのも事実ですから、リチウムイオンと窒化物イオンが完全な静電引力だけで引き合っているわけではなく、その間には共有結合的な電子の分布も存在していると思います。
感じとしては、二酸化ケイ素などのような共有結合でできた無機高分子に近いものではないでしょうか。
あいまいですが、金属が混じっている分子（あるいは無機高分子、結晶）や、高周期元素の含まれる分子の結合は、共有結合とイオン結合の性質が入り交じってくることが良くあります。要するに、はっきりと言い難い、ということです。

この回答へのお礼

ありがとうございました。
では、なかなか難しいものなんですね・・・。

お礼日時：2007/08/01 08:38

No.2 回答者： maku_x 回答日時： 2007/07/31 17:34

全部まとめて共有結合ですね。

窒化リチウム Li3N はイオン結合かと思われるかも知れませんが、電気陰性度(ポーリングの電気陰性度)の差が
Li: 0.98 N: 3.04 その差 2.06 < 2.5 (イオン結合の目安となる電気院生度の差)
2.5 未満なので、共有結合であると言えます。

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97% …

この回答へのお礼

　解答ありがとうございました。
　アンモニウムイオンは、配位結合といえるのでしょうか？
(配位結合は何たるかよくわからずに、これを書いています。)

お礼日時：2007/08/01 08:41

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2007/07/31 13:20

Li3N は多分イオン性だと思う.

その他は全部共有結合としていいんじゃないかな. まあ「配位結合」を入れてもいいんだけど, NH4^+ の 4個の NH結合を「3個が共有結合で 1個が配位結合」ってのもおかしい (全部等価なので, 「どれが共有結合でどれが配位結合か」を区別することはできない) し.

この回答へのお礼

　早々に回答いただけていたのに申し訳ございません。そしてありがとうございました。
　NH4^＋では、実際に配位結合が行われていると考えてはいけないでしょうか？？
　

お礼日時：2007/08/01 08:44