SiO2(石英)とSiC(炭化ケイ素)が何結合なのかわかりません。イオン結合と共有結合とを見分ける規則性のようなものはあるのでしょうか?

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A 回答 (6件)

皆さんの丁寧な回答があるので、補足程度にしときます。



NaClなどのように明らかに分かる場合は良いのですが、実際の化学結合ではそう単純ではないと思います。イオン性と共有結合性の寄与を両方考慮するというのが正しい考え方だと思います。しかし、イオン結合なのか共有結合なのかと分けて考えることは、それほど専門的に追求するのではなく、一般の方々が理解しやすいという点においては優れているとは思いますが。

例えば、HSABの原理というものもありますので、調べてみると面白いと思います。
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 ごく簡単に


 ご質問の両者は共有結合物質です。
 ・・・化・・は必ず「イオン」結合ではないのです。
 これは、英語訳で、・・・と化合した・・という意味
 ですから。
 で、見分け方、
 元素の周期表を見て下さい。
 18族(希ガス元素を除きます。)さらに、H(水素)
 を除いて下さい。その、両端の2つ目まで同士の場合は
 イオン結合です。で、13族の第3周期アルミニウムも
 陽イオンとなります。あとは、遷移元素は金属元素で陽
 イオンになります。第三周期硫黄までは(酸素)陰イオ
 ンとなります。それ以降第四周期からは17族だけが陰
 イオンとなります。これら、陰イオンと陽イオンの結合
 はイオン結合性物質です。
 これ以外の周期表の中間物質が関与する結合は共有結合
 です。もちろん、陰イオンになりやすいもの同士の結合
 も共有結合です。
 これ以外、金属同士の結合は金属結合です。
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 詳細は、お二方の記述通りですね。



 簡単に区別するコツは、周期律表の位置で近いもの(近い「族」に属している)ものは共有結合。遠いものはイオン結合性が高いです。

金属と原子団(硫酸イオンとか、硝酸イオンみたいな)やハロゲンというと大体イオン結合、炭素やケイ素を中心とすると大体、共有結合…となります。
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通常は以下のように考えられています。



すべての原子には、電気陰性度が存在して個々に値が存在します。
(ちなみに大きい値ほど陰イオンになりやすい、すなわち
電子との親和性が高い。この値が最高のものはフッ素で
その値は4.0です。)
そして、二原子が結合を作る際、オクテット則に従い、電子を
共有するのですが、その共有された電子がどちらかに極端に偏った場合が
イオン結合とよんでいます。とても抽象的なので、具体的には
上述した二原子それぞれの電気陰性度差が1.7
以上になるとイオン結合というように考えられています。
しかしこれで計算すると塩化水素はその差がちょうど1.7になり
これはどちらに属するのかという問題が生じたりとまだまだあいまいですが、
一般には金属原子はとても電気陰性度差が小さく、非金属は大きいために
金属ー非金属はイオン結合、非金属同士は共有結合と考えて支障はないでしょう。
oji-ojiさんの質問にあるSi、Cなどの14族はとてもイオン化エネルギーが高い
ためにイオンにはなりませんので、安心して共有結合です。
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以下のサイトは参考になりますでしょうか?



さらに、
http://www.tanimura.org/doc/19991015014.ja.html
(共有結合)

ご参考まで。

参考URL:http://www.geocities.co.jp/HeartLand-Poplar/8632 … http://www.geocities.co.jp/HeartLand-Poplar/8632 …
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3年前に学んだことなので細部がはっきりしないのですが、キーワードは電気陰性度です。

この電気陰性度の値が離れているほどイオン結合で、値が近いほど共有結合となっております。これらは厳密に分けられるものではなく、非常にあいまいなものです。私が学んだのは分子のモデルが球体のものが二つくっついているものがイオン結合。落花生の殻の様に球体がもう一方の原子にのめりこんでいるものが共有結合と聞きました。こんなぐらいしかいえないんですけど良かったでしょうか?
他の人からの回答と組み合わせて考えてみてください。
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例えば次のURLを参考にされてはいかがでしょう。

http://hyper-chemistry.blog.so-net.ne.jp/2011-03-02

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化学についてです。
共有結合とイオン結合の見分け方を教えてください。

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Q各軌道のエネルギー準位

こんばんは。
現在炎色反応のレポートに取り掛かっている高校生ですが、
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そこで実際にエネルギーを計算しようと思うのですが、各軌道のエネルギー準位が分かりません。
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よろしくお願いします。

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http://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html
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他に色々制限を設けるチェックボックスがあるので、目的に応じてチェックを入れて下さい。
^o^

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イオン結合は+−になってくっつけど、共有結合の場合は右上の図のように共有して合計陽子1電子2なので−を帯びていますよね?

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ああ、よくある錯覚ですね。
共有結合をした後の、価電子の数を数えてみてください。
Hから1個、Clから7個。併せて8個。
ちゃんとつじつまは合っていますよ。
なお、共有結合の場合、プラスの合計とマイナスの合計は、意味を成しません。(イオン結合と根本的に違います)
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Aベストアンサー

どういうものの話かにもよるでしょうが・・・
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ただ、ご質問では、励起に関することを尋ねておられます。その場合には、励起前のエネルギー準位も関係してきます。つまり、最高占有軌道(HOMO)とLUMOのエネルギー差が励起の起こりやすさと関係するはずです。
したがって、HOMOとLUMOの両方を考慮する必要があります。
現実問題として、共役ポリエンなどのHOMOの高い物質はLUMOが低いですので、光励起を起こしやすいといえるでしょう。

Qイオン結合と共有結合

NaClはNa+とCl-になるのでがイオン結合,
H2は電子を出し合うのでが共有結合なのは何となく納得できます。

しかし,HClもH+Cl-になってイオン結合しそうですが,実際は共有結合。
どうも納得がいかないのですが,ある物質がイオン結合なのか共有結合なのか,どうやって判断すればいいのでしょうか。
(金属結合や水素結合等は,この際無視して下さい)

Aベストアンサー

分子になっているかどうかで判断します。
HClは分子になっており、H-Cl結合は共有結合です。
ただし、水溶液中ではH+とCl-になっていますので、HとClの間に結合はありません。
NaClがイオン結合というのも、水溶液中でNa+とCl-に分かれるからではなく、結晶状態で分子になっていないからということです。
細かいことを言えばきりがないですが、金属ー非金属はイオン結合。非金属同士は共有結合と思っておけばおおむね間違いはないでしょう。

Qエネルギー準位の定義について

高校物理の質問です。
エネルギー準位は定常状態にある電子「1個」のエネルギーと考えていいでしょうか?それとも軌道半径が等しい電子のエネルギーの和ですか?(水素原子しか習っていませんので定義があいまいです)

それからいろいろ調べた結果、使い方がいろいろあるようです。
1.電子のエネルギー準位
2.原子のエネルギー準位 →教科書では水素原子のエネルギー準位、と表現しています。
3.原子核のエネルギー準位

なお、こちらのサイトで別の質問をしたところ、2は誤りで、3で表現するようにといわれました。しかし教科書では「水素原子のエネルギー準位」ときっちり書いてあります。1から3の使い方の正誤について教えていただければと思います。

Aベストアンサー

回答が後のものほど難しい説明をしましたが、高校生レベルに噛み砕いて説明してみます。

エネルギー準位というのは入れ物によって決まるもので、中に入れるもののエネルギーの居場所を指しています。
(原子核は核力によって陽子や中性子が閉じ込められていると考えてください。原子核崩壊は、水の蒸発と同じようなものだというイメージを持ってください。(蒸発は水内部の熱運動エネルギーが高い分子(統計的なもの)が液体の水の束縛(表面張力)を振り切って逃げて行くことを言う))

エネルギーは、電子や陽子のような「個」(粒子であったり剛体であったりしても良いが)の持つ物理量。

エネルギー準位は電子だけでは形成されず、原子核などによる「ポテンシャルの箱」が必要。
言い換えると、入れ物(箱)の特徴を表している。

根本的な話をしだすと、No.7みたいに数学的になる。(実は入れ物を決めているのはハミルトニアンで、中を埋めるものの波動関数とを数式で結びつけてエネルギー準位が固有値として出てくる。そもそもエネルギー自体は「力」を作るものと受ける側の2つがないとなし得ない概念だからね。W=-∫Fdxっていう仕事(エネルギー)の定義式に当てはめればわかる)

あと、よく考えたら電子のエネルギー準位ってのもおかしな言葉ですね。
「電子が取りうるエネルギー準位」ならわかりますが、「電子のエネルギー準位」と書いたら電子が何かに対してエネルギー準位を形成しているのか、はたまた電子自体が特定のエネルギー準位に収まっているのか不明ですね。

(補足:固体中の自由電子のエネルギー準位ってのも調べてみると理解が深まるかも)

エネルギー準位を与えるのは入れ物であり、エネルギー準位を埋めるのは入れ物に閉じ込められたものであるので、何を意味しているかは内容を読むしかしかないのかな?
(ネット上の情報は正確に表現されているかはわからないです。私は数式の解釈から説明しただけであって、慣例ということもある「かもしれない」。知らない表現はしない方が無難です。)

回答が後のものほど難しい説明をしましたが、高校生レベルに噛み砕いて説明してみます。

エネルギー準位というのは入れ物によって決まるもので、中に入れるもののエネルギーの居場所を指しています。
(原子核は核力によって陽子や中性子が閉じ込められていると考えてください。原子核崩壊は、水の蒸発と同じようなものだというイメージを持ってください。(蒸発は水内部の熱運動エネルギーが高い分子(統計的なもの)が液体の水の束縛(表面張力)を振り切って逃げて行くことを言う))

エネルギーは、電子や陽子のよう...続きを読む

Qイオン結合、共有結合

イオン結合は共有結合と比べてなぜ結合が弱いのですか?

Aベストアンサー

まず最初に、
>イオン結合は共有結合と比べてなぜ結合が弱いのですか?
これはあなたがまだ化学を知らないからそう感ずるだけで、弱い三重結合や頑丈なイオン結合もあるのです。
それはともかく、高校レベル(多分)のイオン結合では陽イオンと陰イオンがクーロン力で「集まっている」だけですから、強くなりようがないのです。
一方共有結合は、炭素間結合を例に取ると、両方の炭素の最外殻電子が、おたがいの原子核の回りを回る(量子論だと大嘘)ため、一方の炭素にとってはどの電子が元々自分ので、他のが他人の電子か全く分からなくなります。
理論的にはそもそも電子は区別出来ないのですが、この様に電子を交換できる距離まで近付けるという事はそれ自身結合が強いという意味だとお考え下さい。それにイオン結合には多重結合はありません。

Qネオン原子のエネルギー準位図

こんばんは

ネオン原子のエネルギー準位図が探しても見つかりません。

3s軌道の準位が,16.54eVと16.85eVであることは分かりましたが,3p軌道の準位がわかりません。

3p軌道の準位,もしくはエネルギー準位図が掲載されているwebサイトをご存じでしたら,
ご教示願います。

Aベストアンサー

表でもよければ、↓をどうぞ。
http://physics.nist.gov/PhysRefData/Handbook/Tables/neontable5.htm

Q共有結合とイオン結合

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?

Aベストアンサー

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。

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...続きを読む


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