共有結合、金属結合、イオン結合の違い

2020

2つの非金属間で共有結合が発生し、2つの金属間で金属結合が発生し、 金属と非金属間でイオン結合が発生します。共有結合には電子の共有が含まれ、金属結合には強い引力があり、イオン結合には価電子殻からの電子の移動と受容が含まれます。

原子の付着特性。最も外側の電子軌道を埋めることにより、最も安定したパターンに配置するため。この原子の結合は分子、イオン、または結晶を形成し、化学結合と呼ばれます。

化学結合には、その強度に基づいて2つのカテゴリがあります。これらは、一次結合または強い結合と、二次結合または弱い結合です。 一次結合は共有結合、金属結合、イオン結合であり、 二次結合は双極子間相互作用、水素結合などです。

量子力学と電子の導入後、20世紀に化学結合のアイデアが発表されました。化学結合に関する議論により、分子の知識を得ることができます。分子は化合物の最小単位であり、化合物に関する情報を提供します。

3種類の債券の違いを強調する方法については、簡単な説明に沿ってその性質を確認します。

比較表

比較の根拠	共有結合	メタリックボンド	イオン結合
意味	2つの正に帯電した原子核と共有電子対の間に引力の強い静電力がある場合、共有結合と呼ばれます。	陽イオンまたは原子と2つの金属の幾何学的配置の非局在化電子との間に引力の強い静電力がある場合、これは金属結合と呼ばれます。	陽イオンと陰イオン（2つの反対の電荷を帯びたイオン）の間に強い静電気引力がある場合は、イオン結合と呼ばれます。この結合は、金属と非金属の間で形成されます。
存在	固体、液体、気体として存在します。	固体状態でのみ存在します。	また、固体状態でのみ存在します。
間に発生	2つの非金属間。	2つの金属の間。	非金属および金属。
関与する	価電子殻における電子の共有。	金属の格子に存在する非局在化電子間の引力。	価電子殻からの電子の移動と受容。
伝導率	非常に低い導電率。	高い熱伝導性と電気伝導性。	低導電率。
硬度	これらはそれほど難しくありませんが、例外はシリコン、ダイヤモンド、カーボンです。	これらは難しくありません。	結晶性のため、これらは困難です。
融点と沸点	低い。	高い。	高い。
順応性と延性	これらは非脆弱性で非延性です。	金属結合は展性があり、延性があります。	イオン結合はまた、非脆弱性で非延性です。
つなぐ	それらは方向性結合です。	結合は無方向です。	無指向性。
結合エネルギー	金属結合よりも高い。	他の2つの結合よりも低い。	金属結合よりも高い。
電気陰性度	極性共有結合：0.5-1.7; 非極性<0.5。	利用不可。	> 1.7。
例	ダイヤモンド、カーボン、シリカ、水素ガス、水、窒素ガスなど	銀、金、ニッケル、銅、鉄など	NaCl、BeO、LiFなど

定義共有結合

共有結合は、非金属である周期表の右側にある元素で観察されます。共有結合には、原子間の電子の共有が含まれます。共有電子のペアリングにより、分子と呼ばれる両方の原子の核の周りに新しい軌道が生成されます。

原子の2つの原子核の間には強い静電引力があり、結合中の総エネルギーが個々の原子または近くの電気陰性値として以前にあったエネルギーよりも低い場合、結合が形成されます。

共有結合は分子結合とも呼ばれます。窒素（N2）、水素（H2）、水（H2O）、アンモニア（NH3）、塩素（Cl2）、フッ素（F2）は、共有結合を有する化合物の例です。電子を共有することで、原子は安定した外側の電子殻構造を得ることができます。

共有結合には、 極性と非極性の 2種類があります。非極性結合の場合、原子は同一であり、 電気陰性度差が0.4未満であるため、原子は同数の電子を共有するため、この分割は電気陰性度に基づいています。

たとえば、H2Oという式を持つ水は、共有結合は各水素分子と酸素分子の間にあり、水素と酸素の間で2つの電子がそれぞれ1つずつ共有されます。

水素分子であるH2には、酸素との共有結合によって結合している2つの水素原子が含まれています。これらは、電子の最も外側の軌道で発生する原子間の引力です。

金属結合の定義

金属、半金属、および合金の間に形成される化学結合のタイプ。陽イオンの構造内で電子の共有が行われる正に帯電した原子間に結合が形成されます。これらは、熱と電気の良い伝導体と見なされます。

このタイプでは、各金属原子の電子の最外殻が隣接する原子と重なり合うため、価電子はある原子から別の原子に連続的に移動します。したがって、金属中の価電子は、空間全体にわたって独立してある場所から別の場所に連続的に移動すると言うことができます。

価電子の非局在化または自由電子の存在により、 ポール・ドルーデは1900年に「 電子の海 」という名前を思いつきました。金属のさまざまな特性は次のとおりです。融点と沸点が高く、可鍛性と延性があり、電気の良導体、強力な金属結合、低揮発性です。

イオン結合の定義

イオン結合は、正のイオンと負のイオンの間の結合として定義され、 強い静電気力を持っています。イオン結合は、電子結合とも呼ばれます。 1つまたは複数の電子を獲得または喪失する原子は、イオンと呼ばれます。電子を失った原子は正電荷を獲得し、正イオンとして知られていますが、電子を獲得した原子は負電荷を獲得し、負イオンと呼ばれます。

このタイプの結合では、正イオンは負イオンに引き寄せられ、負イオンは正イオンに引き寄せられます。したがって、反対のイオンが互いに引き付け合い、イオンが反発すると言うことができます。そのため、反対のイオンは互いに引き付け合い、イオン間の静電気引力の存在によりイオン結合を形成します。

最も外側の軌道の金属はわずかな電子しか持っていないため、そのような電子を失うことにより、金属は希ガス配置を達成し、したがってオクテットの規則を満たします。しかし、一方で、非金属の価電子殻は8個の電子しか持っていないため、電子を受け入れることで希ガス配置が得られます。イオン結合の総正味電荷はゼロでなければなりません。オクテット規則を満たすために、電子の受け入れまたは提供は1を超えることがあります。

塩化ナトリウム（NaCl）の一般的な例を見てみましょう。ナトリウムの最も外側の軌道には1つの電子があり、塩素には最も外側のシェルに7つの電子があります。

したがって、塩素はそのオクテットを完了するために1つの電子のみを必要とします。 2つの原子（NaとCl）を互いに近づけると、ナトリウムはその電子を塩素に与えます。したがって、1つの電子を失うことでナトリウムは正に帯電し、1つの電子を受け入れることで塩素は負に帯電して塩素イオンになります。

共有結合、金属結合、イオン結合の主な違い

以下に、3種類の強力な債券または一次債券を区別するポイントを示します。

共有結合は、2つの正に帯電した原子核と共有電子対の間に引力の強い静電力がある場合に言えます。 金属結合は、陽イオンまたは原子と2つの金属の幾何学的配置の非局在化電子との間の引力の強い静電力を持っています。陽イオンと陰イオン（2つの反対に帯電したイオン）の間に強い静電気力が存在する場合、それはイオン結合と呼ばれ、金属と非金属の間に形成されます。
共有結合は、固体、液体、気体として存在し、金属結合とイオン結合は固体状態でのみ存在します。
共有結合は 2つの非金属間で発生し 、金属結合は2つの金属間で発生し、イオンは非金属と金属間で観察されます。
共有結合は原子価殻での電子の共有を伴い、金属結合は金属の格子に存在する非局在化電子間の引力であり、イオン結合は原子価殻からの電子の移動と受容と呼ばれます。
共有結合およびイオン結合では導電率は低くなりますが、金属結合では高くなります。
共有結合は非常に硬くはありませんが、例外はシリコン、ダイヤモンド、および炭素です。金属結合も硬くはありませんが、結晶性のためにイオン結合は硬くなります。
共有結合の融点と沸点は、金属結合やイオン結合とは異なり、低いです。
金属結合は順応性と延性があり 、共有結合とイオン結合は非可鍛性および非延性です。
結合エネルギーは、金属結合よりも共有結合およびイオン結合の方が高くなります。
共有結合の例は、ダイヤモンド、炭素、シリカ、水素ガス、水、窒素ガスなどです。一方、銀、金、ニッケル、銅、鉄などは金属結合の例で、NaCl、BeO、LiFなどです。イオン結合の例です。