分子結合について

Question

質問を見てくれて有難うございます

今、科学部の調べ物で、結晶について調べているのですが、結晶の結合の種類、イオン結合、金属結合、ともう一つ、分子結合というのがあるらしいんです、で分子結合とはどんなものかについて調べたんですが、自分の力不足のために納得できるページが見つからず、皆様方のお力を借りたいと思って投稿しました。

非常に自分勝手な質問ですがよろしくおねがいします。

mamamamamami · Accepted Answer

まず、結晶はイオン結晶・共有結晶・金属結晶・分子結晶の４つがあります。

★イオン結晶…
結合の種類はイオン結合で、結晶の構成粒子は陽イオンと陰イオン。イオン結合とは、陽イオンと陰イオンが静電気的引力(クーロン力)によってひきあっている結合のことで、イオン結合は、電子を失って陽イオンになりやすい陽性元素(金属元素)と電子を取り入れて陰イオンになりやすい陰性元素(非金属元素)との間でも生じます。
例としては、塩化ナトリウム・酸化マグネシウム・炭酸カルシウムなどが挙げられます。

★共有結晶…
結合の種類は共有結合で、結晶の構成粒子は原子。共有結合とは、原子どうしが互いに不対電子を供与して電子対を形成して、これを共有することによってできる結合のことで、一般に非金属原子間に生じます。
例としては、ダイヤモンド・炭化ケイ素・二酸化ケイ素などが挙げられます。

★金属結晶…
結合の種類は金属結合で、結晶の構成粒子は陽イオンと自由電子。金属結合とは、金属固体内の規則正しく配列した金属イオン間を動き回っている自由電子によって金属イオンが結びつけられている結合のことです。このとき、自由電子は電気や熱を伝える働きをしています。
例としては、ナトリウム・マグネシウム・鉄など、要は金属が挙げられます。

★分子結晶…
結合の種類は分子間の相互作用で、結晶の構成粒子は分子。分子間の相互作用とは、分子間に作用する比較的弱い相互作用のことで、分子間力(ファンデルワールス力)や水素結合のことになります。分子間力は、一般に分子量の大きい分子ほど強く、分子量がほぼ同じ時には極性分子の方が無極性分子よりも強くなります。つまり、分子結晶とは、分子間力や水素結合などの相互作用によって規則的に配列した固体のことです。(一般にやわらかく、融点・沸点は低いです。それから、昇華しやすいものも多いです。)
例としては、ヨウ素・アルゴン・ナフタレン・スクロースなどが挙げられます。

不必要な所もあるかもしれませんが、こんな感じです。少しでも参考になれば…♪

fushigichan · Answer

kiiiwさん、＃４です。
分かりやすく説明してあるページがありました！

共有結合性結晶
　多数の原子が、共有結合によって、結合した構造の結晶。
　結晶自体を、１つの巨大分子とみなせる。
　特定の分子が存在しないので、化学式で表すときは、組成式
　（原子の、最も簡単な整数比）である。
　融点が高く、非常に硬い。


分子結晶
　分子間力（ファンデルワールス力）によって規則正しく配列している。
　氷、ヨウ素、ナフタレン、ドライアイスなど。
　融点が低く、昇華しやすい。
　固体が融解しても電気を通さない。


などの説明がしてありました。
その他のページで見た例ですが、

-----------------------------------------
金属結晶　　　Fe,Co,Al,Cu,Au,Agなど
-----------------------------------------
イオン結晶　　NaCl,Znsなど
-----------------------------------------
分子性結晶　　CO2,I2,S8,など
-----------------------------------------
共有結合性　　C（ダイヤモンド）Si,SiO2など
　　結晶
-----------------------------------------

などが載っていました。ご参考になれば。

参考URL：http://home.hiroshima-u.ac.jp/u1374038/index.15-03.html

barrage · Answer

すいません、回答かぶりましたね。

えっと、下のSu1caさんの回答見て気になったんですが、
ヨウ素の結晶は普通共有結晶に入れないんじゃないでしょうか。
たしかにヨウ素分子はヨウ素原子２個が共有結合で結合したものですけど、
ヨウ素の結晶自体はヨウ素分子が分子間力で配列したもので、
分子結晶のカテゴリーに入れると思います。

ちょっと揚げ足取りみたいでごめんなさい。

fushigichan · Answer

kiiiwさん、こんにちは。

原子の結合からみた、物質の種類には、
分子性物質、イオン結合性物質、共有結合性物資、そして金属があります。

1)イオン結合とは、原子がイオンとなり、さらに電気的に引き合ってできる結合のことをいいます。
イオン結合によって生じた物質を、イオン結合性物質、といいます。

例としては、塩化ナトリウムの結晶です。
多数のNa[+],Cl[-]原子が、３次元的に配列した構造を持っています。

そのほか、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、酸化マグネシウムなどです。


2)金属結合とは、金属原子の、最外電子殻が、重なり合って、その中を
すべての原子の価電子が、自由に動き回ることによってできる結合です。
この自由に動き回る電子を、自由電子といいます。

例としては、金属ナトリウムなんかですね。
Na[+]が無数にあって、その中を電子e[-]が自由に動き回っているイメージです。


3)共有結合とは、イオン結合と似ていますが、
イオン結合は、互いにとって、とられて、電子が８（または２）となるのに比べて
共有結合は、お互いに電子を出し合って８となる、と覚えたらいいです。

たとえば、水素原子同士は、だんだん近づいてくると、
お互いの１個の価電子が、それぞれ相手の原子核と引き合います。
それによってK殻が重なり合って、その中に両方の電子が入るイメージです。
イオンのように、どちらかの原子に電子がうつってしまわないで、
両方の原子に仲良く共有されている感じですね。

共有結合性結晶の代表的な例は、ダイヤモンドでしょう。
ダイヤモンドは、実は炭素原子なんですが、炭素原子が、どこまでも
正四面体上に、えんえんと並んでいるような構造をしています。

このほか、黒鉛、二酸化ケイ素などがあります。


4)あとは、分子性物質ですね。
たとえば、液体の水、アルコール、気体の二酸化炭素などは、
すべてその分子が集合してできたものですから、分子性物質といいます。

ヨウ素の固体、ドライアイス、氷、砂糖などは、それぞれの分子の集合体ですが
これらの固体では、分子がすべて規則正しく並んで結晶を作っています。
これを、分子性結晶といいます。

分子は、分子間の引力によって集合して分子結晶を作りますが
この、分子間の引力を、分子間力といいます。
水素のような小さな分子でも、マイナス２６０℃以下にすると
分子間力のために、固体になるそうです。

このほかには、ナフタレン、ショ糖、ブドウ糖、固体酸素などです。

ご参考になればうれしいです。

su1ca · Answer

分子結合とは、分子間力（分子同士の間に働く弱い引力）による結合です。

それから、その三つ以外に共有結合というのもあります。

共有結合とは、非金属元素の原子が電子を共有してできる結合のことです。

そして、原子が共有結合だけで結びついている結晶を共有結晶といいます。
これには、ダイヤモンドやヨウ素等があります。
どんどん結びつくことができるので、大きなダイヤモンドなどができます。
そしてとても硬く、融点が高いです。

それから、原子が共有結合で分子をつくり、その分子が分子間力で結びついた結晶が、分子結晶です。
分子間力は非常に弱い力ですので融点が低いです。
ドライアイスのように、液体にならずにいきなり気体になってしまう（昇華）ものもあります。

こういう事を調べるには、図書館や本屋に行くのがいいんじゃないでしょうか。
受験用の参考書なら、要点だけ簡潔に書いてあってわかり易いかもしれません。
図で説明してあるものも、納得するには良いと思います。

専門家じゃないので、あまり詳しくありませんが、参考になればと思います。

barrage · Answer

分子結合って聞かない気がするんだけど、
分子間力による結合じゃないですかね？
ファンデルワールス結合って言う場合が多いと思います。

kiiiwさんがどんな人かよくわからないんで
どの程度説明すれば良いのかと迷うんですが、
科学部ってことと質問からして小中学生かな？
とゆーことでそう判断して書かせてもらいます。
違ってたら本当にすみません!!

分子と分子の間には、
斥力（反発して離れようとする力）と
引力（互いにくっつこうとする力）が同時に働いていて、
（これはイオン結合のようなプラスマイナスによるものじゃないです）
つまり斥力と引力がつりあったものが分子間力なわけです。
この分子間力による結合をファンデルワールス結合といい、
この力による結晶を分子結晶とか言いますね。
ヨウ素とか、ナフタレンとかがそうです。

この結合は他の結合様式に比べて結合力が弱いから、
結晶は昇華したりします。

斥力、引力とも分子間の距離が近いほど強いんですが
ある程度の距離で最も結合力が強くなります。
（この距離をファンデルワールス半径という）

多分分子間力とか、ファンデルワールス結合で検索すれば
よいサイトが見つかるんじゃないでしょうか。

分子結合について

まず、結晶はイオン結晶・共有結晶・金属結晶・分子結晶の４つがあります。

kiiiwさん、＃４です。

すいません、回答かぶりましたね。

kiiiwさん、こんにちは。

分子結合とは、分子間力（分子同士の間に働く弱い引力）による結合です。

分子結合って聞かない気がするんだけど、

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