ほとんどの原子が化学結合を形成するのはなぜですか?

化学の指導に参加したことがある場合は、化学結合のトピックに遭遇したことがあります。 原子と分子の間で、そして多分あなたはいくつかの名前を学んだかもしれません(それは非常にクールです、 事実)。 しかし、誰かがあなたに化学結合形成の3つの理由を与えるように頼んだ場合、あなたはあなたの好奇心旺盛な友人を助けることができますか?

学習するように、化学結合にはいくつかの種類がありますが、原子間のすべての結合は同じように形成されます 本質的な理由:関与する原子が最も外側の電子殻または原子価を完成させる機会 シェル。 多くの生物の原子が構成するように、どのタイプの原子も(そして元素と呼ばれる118の個別の種類があります)、単独で存在している間、最も快適な状態にあります。

アトムの基本

すべての原子には1つ以上の原子があります 陽子、中性子 そして 電子、1つの陽子と1つの電子からなる水素を除いて。 陽子と電子の数は中性原子で等しく、それらの個々のアイデンティティ、つまりそれぞれがどの元素であるかを決定します。

陽子は正に帯電し、電子は陽子の電荷と同じ大きさの負の電荷を帯びているため、原子自体は中性です。中性子はその名前にふさわしく、電荷を持っていません。 一方、陽子と中性子は質量が非常に似ており、原子核の原子の中心を占めています。 電子は、すでに小さな陽子や中性子の約2,000分の1の質量です。

電子は、量子化されたエネルギー準位で原子核からある程度の距離を飛ぶと考えられています。 原子の明確に定義されていない外縁にあるため、それらは化学結合に関与する亜原子粒子です。

化学結合の分類

原子が化学結合を形成する基本的な方法は3つ(許容レベルによっては4つ)あります。 それぞれの例を以下に示します。

共有結合:原子が結合を形成する理由の1つは、他の原子と電子を共有して、両方の価電子殻を完成させることができるためです。 最も軽い2つの元素、水素とヘリウムの価電子殻は、最大2つの電子を保持できます。 おなじみの元素のほとんどの価電子殻は8つの電子を収容できます。 水分子、 H2Oは、3つの原子と2つの同一の共有H–O結合で構成されています。

イオン結合:原子が結合を形成する2つ目の理由は、他の原子に電子を供与したり、他の原子から電子を受け取ったりして、それぞれの価電子殻を完成させることができることです。 これらの結合は、電気陰性度の違い(「共有」ではなく「寄付」の物理的推進力)のため、通常は共有結合よりも強力です。 NaCl、または塩化ナトリウムは、イオン性化合物です。

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金属結合:原子が結合を形成する3番目の理由は、金属と呼ばれるいくつかの元素では、同じ「近隣」にある原子の電子が遠くにさまよっていることです。 それらの原子核は、最高エネルギーの電子がいずれかの親と明確に関連付けられていない「電子の海」の一部になります 核。 これは、金属が単原子の形で見つかった場合、つまりそれ自体にのみ結合している場合に発生します。 これが「純金」または「純プラチナ」の意味です。

水素結合":一部の分子ではわずかに正の電荷を帯びている水素原子は、上の負に帯電した原子に強い静電引力を形成する可能性があります 隣接 分子。 これは、水などの液体で発生します。これらの結合は、軽量の室温液体の中で水の沸点が異常に高い原因となります。

原子が完全な価電子殻を「望んでいる」のはなぜですか?

簡単に言えば、原子は、価電子殻が完成したときの純粋なエネルギーの観点から、より「快適」または落ち着きます。 類推は不完全ですが、岩が不安定な土壌によって山の頂上に保持されていると想像してください。

岩は土や岩にしっかりと支えられている間、この状態で物理的に存在することができますが、その「道」があれば 重力は岩を利用可能な最低の標高に向かって引っ張り、位置エネルギーを最小限に抑えます 値。

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