句における従属接続にはどのような種類がありますか? 化学結合の種類: イオン結合、共有結合、金属結合。 化学結合の概念

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各原子は特定の数の電子を持っています。

化学反応が始まると、原子は電子を供与、獲得、または共有して、最も安定した電子配置を実現します。 エネルギーが最も低い配置 (希ガス原子など) が最も安定であることがわかります。 このパターンを「オクテットルール」と呼びます（図1）。

米。 1.

このルールは誰にでも適用されます 接続の種類。 原子間の電子的な結合により、最も単純な結晶から最終的に生命システムを形成する複雑な生体分子に至るまで、原子は安定した構造を形成することができます。 それらは継続的に代謝されるという点で結晶とは異なります。 同時に、多くの化学反応が機構に従って進行します。 電子転送、体内のエネルギープロセスにおいて重要な役割を果たします。

化学結合は、2 つ以上の原子、イオン、分子、またはそれらの組み合わせを結合する力です。.

化学結合の性質は普遍的です。化学結合はマイナスに帯電した電子とプラスに帯電した原子核の間の静電気的な引力であり、原子の外殻の電子の配置によって決まります。 原子が化学結合を形成する能力を、 価数、 または 酸化状態。 の概念 価電子- 化学結合を形成する電子、つまり最高エネルギー軌道に位置する電子。 したがって、これらの軌道を含む原子の外殻は次のように呼ばれます。 原子価シェル。 現時点では、化学結合の存在を示すだけでは十分ではありませんが、その種類 (イオン結合、共有結合、双極子間結合、金属結合) を明らかにする必要があります。

最初の接続タイプは、イオン性の 繋がり

ルイスとコッセルの電子価数理論によれば、原子は 2 つの方法で安定した電子配置を達成できます。1 つは電子を失うこと、もう 1 つは電子を失うことです。 カチオン、第二に、それらを獲得し、 陰イオン。 電子移動の結果、反対の符号の電荷を持つイオン間の静電気引力により、コッセルが「化学結合」と呼ぶ化学結合が形成されます。 電気的「（今はこう呼ばれています） イオン性の).

この場合、アニオンとカチオンは、外側の電子殻が満たされた安定した電子配置を形成します。 典型的なイオン結合は、周期系の T 族と II 族のカチオンと、VI 族と VII 族 (それぞれ 16 と 17 のサブグループ) の非金属元素のアニオンから形成されます。 カルコゲンそして ハロゲン）。 イオン性化合物の結合は不飽和で方向性がないため、他のイオンとの静電相互作用の可能性が残っています。 図では、 図 2 および 3 は、電子伝達の Kossel モデルに対応するイオン結合の例を示しています。

米。 2.

米。 3.食塩（NaCl）分子内のイオン結合

ここで、自然界の物質の挙動を説明するいくつかの特性を思い出すことが適切です。特に、次の考えを考慮してください。 酸そして 理由.

これらすべての物質の水溶液が電解質です。 色が違うように変化します 指標。 インジケーターの作用メカニズムは、F.V. によって発見されました。 オストワルド。 彼は、指示薬が弱酸または弱塩基であり、その色が非解離状態と解離状態で異なることを示しました。

塩基は酸を中和することができます。 すべての塩基が水に溶けるわけではありません（たとえば、OH 基を含まない一部の有機化合物、特に トリエチルアミン N(C 2 H 5) 3); 可溶性塩基は呼ばれます アルカリ.

酸の水溶液は特徴的な反応を起こします。

a) 金属酸化物 - 塩と水の形成;

b）金属の場合 - 塩と水素の形成を伴う。

c) 炭酸塩 - 塩の形成を伴う、 CO 2と N 2 ○.

酸と塩基の特性は、いくつかの理論によって説明されます。 S.A.の理論によれば、 アレニウス、酸は解離してイオンを形成する物質です N+ 、塩基がイオンを形成する間 彼- 。 この理論は、ヒドロキシル基を持たない有機塩基の存在を考慮していません。

に従って プロトンブレンステッドとローリーの理論によると、酸はプロトンを与える分子またはイオンを含む物質です ( 寄付者陽子）、塩基は陽子を受け入れる分子またはイオンからなる物質です（ アクセプター陽子）。 水溶液中では、水素イオンは水和した形、つまりヒドロニウムイオンの形で存在することに注意してください。 H3O+ . この理論は、水および水酸化物イオンとの反応だけでなく、溶媒の非存在下または非水溶媒を使用して実行される反応も記述します。

たとえば、アンモニアとアンモニアの反応では、 N.H.気相で 3 (弱塩基) と塩化水素を反応させると、固体の塩化アンモニウムが形成され、2 つの物質の平衡混合物には常に 4 つの粒子が存在し、そのうちの 2 つは酸で、他の 2 つは塩基です。

この平衡混合物は、酸と塩基の 2 つの共役ペアで構成されます。

1)N.H. 4+と N.H. 3

2) 塩酸そして Cl ‑

ここで、各共役ペアでは、酸と塩基のプロトンが 1 つ異なります。 すべての酸には共役塩基があります。 強酸には弱い共役塩基があり、弱酸には強い共役塩基があります。

ブレンステッド-ローリー理論は、生物圏の生命に対する水の独特の役割を説明するのに役立ちます。 水は、相互作用する物質に応じて、酸または塩基のいずれかの特性を示すことができます。 たとえば、酢酸水溶液との反応では水は塩基となり、アンモニア水溶液との反応では水は酸になります。

1) CH3COOH + H2O ↔ H3O + + CH3COO- 。 ここで、酢酸分子は水分子にプロトンを与えます。

2) NH3 + H2O ↔ NH4 + + 彼- 。 ここで、アンモニア分子は水分子からプロトンを受け取ります。

したがって、水は 2 つの共役ペアを形成できます。

1) H2O（酸）と 彼- (共役塩基)

2) H3O+（酸）と H2O(共役塩基)。

前者の場合、水は陽子を供与し、後者の場合、水はそれを受け取ります。

このプロパティは次のように呼ばれます 両親媒性プロトニズム。 酸としても塩基としても反応できる物質をこう呼びます。 両性。 このような物質は生きている自然界によく見られます。 たとえば、アミノ酸は酸と塩基の両方と塩を形成できます。 したがって、ペプチドは存在する金属イオンと容易に配位化合物を形成します。

したがって、イオン結合の特徴的な特性は、結合電子が原子核の 1 つに完全に移動することです。 これは、イオンの間に電子密度がほぼゼロの領域があることを意味します。

2 番目の接続タイプは、共有結合性 繋がり

原子は電子を共有することで安定した電子配置を形成できます。

このような結合は、電子対が一度に 1 つずつ共有されるときに形成されます。 みんなから原子。 この場合、共有結合電子は原子間で均等に分布します。 共有結合の例としては、 同核二原子 分子H 2 , N 2 , F 2. 同じタイプの関係が同素体にも見られます ○ 2とオゾン ○ 3 多原子分子の場合 S 8 そしてまた 異核分子塩化水素 塩酸、二酸化炭素 CO 2、メタン CH 4、エタノール と 2 N 5 彼、六フッ化硫黄 SF 6、アセチレン と 2 N 2. これらの分子はすべて同じ電子を共有しており、それらの結合は飽和しており、同じ方向を向いています (図 4)。

生物学者にとって、二重結合と三重結合は単結合に比べて共有結合の原子半径が小さいことが重要です。

米。 4. Cl 2 分子内の共有結合。

イオン結合と共有結合は、多くの既存の化学結合の 2 つの極端な例であり、実際にはほとんどの結合は中間です。

周期系の同じまたは異なる周期の両端に位置する 2 つの元素の化合物は、主にイオン結合を形成します。 一定期間内に元素が互いに近づくにつれて、それらの化合物のイオン性が減少し、共有結合性が増加します。 たとえば、周期表の左側にある元素のハロゲン化物と酸化物は、主にイオン結合を形成します ( NaCl、AgBr、BaSO 4、CaCO 3、KNO 3、CaO、NaOH)、表の右側の元素の同じ化合物は共有結合です ( H 2 O、CO 2、NH 3、NO 2、CH 4、フェノール C6H5OH、グルコース C6H12O6、エタノール C2H5OH).

共有結合にはさらにもう 1 つの修飾が加えられています。

多原子イオンと複雑な生体分子では、どちらの電子も 1つ原子。 それは呼ばれます ドナー電子対。 この電子対をドナーと共有する原子はと呼ばれます アクセプタ電子対。 このタイプの共有結合はと呼ばれます 調整（ドナーとアクセプター）, または与格) コミュニケーション(図5)。 代謝にとって最も重要な d 元素の化学は主に配位結合によって説明されるため、このタイプの結合は生物学と医学にとって最も重要です。

イチジク。 5.

一般に、複雑な化合物では、金属原子は電子対のアクセプターとして機能します。 逆に、イオン結合や共有結合では、金属原子が電子供与体になります。

共有結合とその多様性、つまり配位結合の本質は、GN によって提案された別の酸と塩基の理論の助けを借りて明らかにすることができます。 ルイス。 彼は、ブレンステッド-ローリー理論に従って、「酸」と「塩基」という用語の意味概念をいくらか拡張しました。 ルイスの理論は、錯イオンの形成の性質と、求核置換反応、つまり CS の形成における物質の関与を説明します。

ルイスによれば、酸は塩基から電子対を受け取って共有結合を形成できる物質である。 ルイス塩基は孤立電子対を持つ物質で、電子を供与することでルイス酸と共有結合を形成します。

つまり、ルイスの理論は酸塩基反応の範囲をプロトンが全く関与しない反応にも拡張するものである。 さらに、この理論によれば、電子対を受け取ることができるため、陽子自体も酸です。

したがって、この理論によれば、カチオンはルイス酸であり、アニオンはルイス塩基である。 例としては、次のような反応が考えられます。

金属原子からアクセプタ原子への完全な電子移動は共有結合分子では起こらないため、物質のイオン結合と共有結合への分割は相対的なものであることは上で述べた。 イオン結合を持つ化合物では、各イオンが反対符号のイオンの電場にあるため、相互に分極し、その殻が変形します。

分極率イオンの電子構造、電荷、サイズによって決まります。 陰イオンの場合は陽イオンよりも高くなります。 カチオンの中で分極率が最も高いのは、電荷が高くサイズが小さいカチオンです。たとえば、 Hg 2+、Cd 2+、Pb 2+、Al 3+、Tl 3+。 強力な偏光効果がある N+ . イオン分極の影響は双方向であるため、形成される化合物の特性が大きく変化します。

3 番目の接続タイプは、双極子-双極子 繋がり

リストされたタイプの通信に加えて、ダイポール間通信もあります。 分子間相互作用とも呼ばれます ファンデルワールス .

これらの相互作用の強さは分子の性質によって異なります。

相互作用には 3 つのタイプがあります: 永久双極子 - 永久双極子 ( 双極子-双極子アトラクション); 永久双極子 - 誘起双極子 ( 誘導アトラクション); 瞬間双極子 - 誘起双極子 ( 分散性の魅力、またはロンドンの力。 米。 6)。

米。 6.

極性の共有結合を持つ分子のみが双極子間モーメントを持ちます ( HCl、NH 3、SO 2、H 2 O、C 6 H 5 Cl)、結合強度は 1-2 デバヤ(1D = 3.338 × 10‑30 クーロン メートル - C × m)。

生化学には、別の種類の関係があります。 水素 接続、これは限定的なケースです 双極子-双極子アトラクション。 この結合は、水素原子と小さな電気陰性原子 (ほとんどの場合、酸素、フッ素、窒素) の間の引力によって形成されます。 同じような電気陰性度を持つ大きな原子 (塩素や硫黄など) では、水素結合ははるかに弱くなります。 水素原子は、1 つの重要な特徴によって区別されます。結合している電子が引き離されると、その原子核である陽子が露出し、電子によって保護されなくなります。

したがって、原子は大きな双極子になります。

ファンデルワールス結合とは異なり、水素結合は分子間相互作用中に形成されるだけでなく、1つの分子内でも形成されます。 分子内水素結合。 水素結合は、生化学において重要な役割を果たします。たとえば、αヘリックスの形でタンパク質の構造を安定させたり、DNAの二重ヘリックスを形成したりします（図7）。

図7。

水素結合とファンデルワールス結合は、イオン結合、共有結合、配位結合よりもはるかに弱いです。 分子間結合のエネルギーを表に示します。 1.

表1.分子間力のエネルギー

注記: 分子間相互作用の程度は、融解と蒸発 (沸騰) のエンタルピーに反映されます。 イオン性化合物は、分子を分離するよりもイオンを分離するのにはるかに多くのエネルギーを必要とします。 イオン性化合物の融解エンタルピーは、分子性化合物の融解エンタルピーよりもはるかに高くなります。

4 番目の接続タイプは、金属接続

最後に、別の種類の分子間結合があります - 金属: 金属格子の陽イオンと自由電子との結合。 このタイプの接続は生物学的オブジェクトでは発生しません。

結合タイプの簡単なレビューから、1 つの詳細が明らかになります。電子受容体である原子と同様に、電子供与体である金属原子またはイオンの重要なパラメーターは、 サイズ.

詳細には立ち入りませんが、原子の共有結合半径、金属のイオン半径、および相互作用する分子のファンデルワールス半径は、周期表のグループ内で原子番号が増加するにつれて増加することに注意してください。 この場合、イオン半径の値は最も小さく、ファンデルワールス半径は最も大きくなります。 一般に、グループを下に移動すると、共有結合とファンデルワールスの両方のすべての元素の半径が増加します。

生物学者や医師にとって最も重要なことは、 調整(ドナー・アクセプター) 配位化学で考慮される結合。

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4年生で初めて語句や語句のつなぎ方を学び始めますが、さらに詳しく考えるのは5年生になってからです。 ほとんどの場合、子供たちは従属的なつながりの種類について混乱します。 フレーズの種類を理解するには、それぞれを詳細に検討し、例を分析する必要があります。

フレーズは 2 つ以上の単語の組み合わせです。 これらの単語は意味的にも文法的にも互いに関連しています。 すべてのフレーズの特徴は、主語と従属語が含まれていることです。 語句のつなぎ方は、小学5年生にとって最も難しいテーマです。 ただし、学生はその後の学校教育全体を通じて勉強する必要があるため、勉強することは非常に重要です。

言語学者と文献学者は、合計すると、フレーズ内の主語と従属語を接続する 3 つの方法、調整、隣接、および制御を特定しています。 フレーズ内の従属接続の方法は、簡単に、そして非常に頻繁に混同されます。 句がどのタイプの従属接続に属するかを判断できるようにするには、それらを理解し、すべての例を詳細に検討する必要があります。

通信タイプの承認

コミュニケーションの方法、つまりフレーズでの合意は非常に頻繁に発生します。 一致とは、従属語が主語と格、数、性別が一致するものです。 これは、どちらの単語も変更可能ですが、同じように変化することを意味します。 一致タイプの句は、通常、形容詞、序数、分詞、または代名詞と一致する主要な単語の役割を果たす名詞で構成されます。

接続許可書の文例

フレーズを接続する方法を検討する場合、内容を徹底的に理解するために、すべての例を詳細に提供して分析する必要があります。 すべての例をノートにコピーし、注意深く分析し、鉛筆で作業する必要があります。 この場合にのみ、内容はよく学習され、しっかりと記憶されます。 まず、調整とは何かを実際に理解するには、関連性のあるフレーズを解析する必要があります。 例:

• 名詞 + 形容詞:

美しい家（どんな家？美しい）。 「どれですか?」という質問をするため、「家」が主要な単語になります。 「美しい」はこのフレーズの依存語です。

緑のカエル（何のカエル？緑）。 「カエル」は中毒者に質問をするため、主要な単語です。

• 名詞 + 序数:

５階（何階？５階）。 両方の単語は、数、性別、大文字小文字が一致します。 従属語は、主語からの質問であるため、序数「5番目」です。

100 番目の購入者と (どの購入者ですか? 100 番目)。 主要な単語は「購入者」であり、そこから序数「100」までの質問が行われます。

• 名詞 + 分詞:

散乱したもの（何か？散乱したもの）。 ここでの従属語は、主語からの質問であるため、分詞「散乱」になります。

落ち葉（何の葉？落ちた）。 主要な単語は「葉」です。なぜなら、それは質問をするからです。

• 名詞+代名詞:

あなたのお母さんと一緒に（誰のお母さんですか？あなたのお母さんです）。 従属語と主語は、性別、数、大文字小文字が一致します。 名詞から代名詞まで質問されるので、メインの単語は名詞になります。

そんな男（どんな男？そんな男）。 中毒者に質問されるのは彼からであるため、主な単語は「男性」になります。

• 代名詞 + 名詞 (分詞または体現化された形容詞):

陽気な誰かと（誰かと何？陽気）。 質問は代名詞から依存者に尋ねられるため、メインの単語は代名詞になります。

美しいものに（何か？美しいものに）。 従属形容詞に対する疑問が代名詞から尋ねられるため、主要な単語は代名詞です。

• 名詞 (具体化された形容詞) + 形容詞:

白いバスルーム（どんなバスルームですか？白）。 そこから質問されるのでメインワードになります。 形容詞「白」は依存を意味します。

日焼けした行楽客 (どんな行楽客ですか? 日焼けしています)。 質問は彼からのものであるため、「休む」が主語となり、「日焼け」は従属語になります。

通信型制御

語句の接続方法には３種類あることが知られている。 管理はコミュニケーションのもう一つの方法です。 ほとんどの場合、学童にとって混乱や問題が発生するのはこれです。 それらを回避するには、この種の接続をある程度詳細に検討する必要があります。

語句管理におけるコミュニケーション方法は、主語に必要な場合（間接的な場合のみ、つまり主格以外のすべて）に従属語を使用する方法です。 管理を他のタイプと区別するのが難しいため、子供たちは管理に問題を抱えている可能性が高くなります。 このタイプの接続には特に注意を払い、より熱心に取り組む価値があります。 あらゆる種類のフレーズの接続には、多くの練習と理論の暗記が必要であることを覚えておく必要があります。

接続管理を使ったフレーズの例

接続管理に基づいたフレーズの例を見てみましょう。

• 「管理」というフレーズに関連して、ほとんどの場合、主語は動詞であり、従属語は名詞です。

映画を見てください（何を見ますか？映画です）。 主要な単語は動詞「look」です。 それは「何ですか？」という質問をします。 「フィルムストリップ」という名詞に。 「映画を見てください」とは言いません。それは音声ミスになるからです。 この句において、従属語は主なものを要求する場合に使用されます。

私はジーンズで走ります（何を履いて走るのですか？ジーンズ）。 「走る」という動詞が主語で、「ジーンズを着ている」が従属動詞です。

• 接続管理を含むフレーズは、形容詞と代名詞の両方で構成できます。

私は彼に同意します（誰に同意しますか？彼に同意します）。 短い形容詞「同意する」から代名詞について質問され、それが主要なものであることを意味します。

彼女に自信を持っています（誰に自信を持っていますか？彼女に自信を持っています）。 短い形容詞が主語であり、質問の対象となる代名詞が従属語です。

• フレーズを接続する方法は、主語が形容詞で従属名詞であるように実行できます。

霜の赤（何からの赤？霜からの赤）。 このフレーズでは形容詞「red」が主であり、名詞「frost」が従属です。

娘に怒っています（誰に怒っていますか？娘に）。 「娘」という言葉は依存している人からの質問なので依存しています。

• 2 つの名詞がフレーズの一部を形成することもあります。

人民の敵（誰の敵？人民）。 「敵」という名詞が主要なものです。なぜなら、それは依存する「人々」に質問を投げかけるからです。

銀製のスプーン（何でできたスプーン？銀）。 「スプーン」という名詞が主名詞で、「銀」という単語が従属名詞です。

• 数字が句の主要な数字になることも、名詞が従属的な数字になることもあります。

3 滴 (3 滴、何ですか? 3 滴)。 「Three」は主語、「drops」は従属語です。

12 か月 (12 か月って何?)。 数字が主語、名詞が従属語です。

• 副詞は接続管理を含むフレーズの主要な単語であり、名詞は従属単語です。

家の左側（家から何の左側）。

通りの下で（何の下？通りの下で）。

• 主語が動名詞で従属語が名詞であるフレーズがあります。

彼らをフォローすることによって（誰をフォローすることによって？彼らによって）。 中毒者への質問は中毒者からのものであるため、分詞が主要な単語になります。

記事を参照します（何を参照していますか？記事を参照しています）。 このフレーズの与格の名詞は、動名詞「addressing」から質問されているため、従属語です。

接続タイプ隣接

フレーズの隣接性における接続方法は、フレーズの接続の種類を検討する最終段階です。 接続隣接性のあるフレーズでは、依存している単語と最も重要な単語の両方が、意味においてのみ互いに​​関連付けられています。 メインワードは不変です。

接続隣接性を含むフレーズの例

隣接接続がどのように実行されるかを理解するには、さまざまな例を詳細に分析する必要があります。

• + 動詞不定詞:

滞在する機会 (何をする機会? 滞在する)。 隣接関係の接続は意味によってのみ行われることが知られています。 名詞「opportunity」は主語ですが、「stay」は疑問文なので従属語です。

他の例: 会う決断、別れたいという願望、思考の科学、学びたいという願望。 すべての句において、主語は名詞、従属語は不定詞になります。

キスすることを許可しました（キスすることを許可しました）。 フレーズの両方のメンバーは動詞です。 主語は動詞「allowed」、従属語は不定詞「kiss」となります。

その他の例: 歩くのが好き、笑いに来た、来たい、本を読むことにしました。 これらすべての例において、従属語は不定詞となり、主語は動詞になります。

去らなければなりません（何をしなければなりませんか？去らなければなりません）。 主語は短い形容詞「～すべき」であり、質問の対象となる従属語は不定詞です。

他の例: 右に曲がります、見てうれしいです、答える準備ができています。 与えられたすべての例において、主語は短い形容詞であり、従属語は不定詞になります。

• 名詞 + 副詞:

右に曲がります（どこを曲がりますか？右に曲がります）。 主語は名詞「turn」と従属副詞「to the right」です。

主な単語に基づいたフレーズの種類

句の従属接続の方法を一通り終えた後、主語に基づいた句の種類の学習に進みます。 主要な単語に基づいたフレーズのグループは合計 3 つあります。

名詞句

名詞句とは、主な単語が名詞、代名詞、形容詞、または数字である句です。 名詞句の例: ピンクの象 (主語 - 名詞)、5 滴 (主語 - 数字)、試してみてよかった (主語 - 短い形容詞)、彼女は気持ちいい (主語 - 代名詞)。

動詞句

動詞フレーズは、原則として、遠くに行く、嘘をつく、見に来る、楽しく行く、が主な単語であるフレーズです（これらのフレーズの主な単語は動詞です）。

副詞句

副詞句とは、主語が副詞である句です。 副詞句の例: いつも良い、極秘、ロシアから遠い (これらの句の主な単語は副詞です)。

フレーズのつながりの種類は、頻繁に練習し、必要な理論を学べば簡単に覚えられます。

化学結合には統一された理論はなく、通常、化学結合は共有結合 (普遍的な結合)、イオン結合 (共有結合の特殊な場合)、金属結合、および水素結合に分類されます。

共有結合

共有結合の形成は、交換、供与体-受容体、供与性という 3 つの機構によって可能です (Lewis)。

によると 代謝メカニズム共有結合の形成は、共通の電子対の共有により発生します。 この場合、各原子は不活性ガスのシェルを獲得する傾向があります。 完全な外部エネルギーレベルを取得します。 交換型による化学結合の形成は、原子の各価電子が点で表されるルイスの式を使用して表されます (図 1)。

米。 1 交換機構による HCl 分子内での共有結合の形成

原子構造理論と量子力学の発展により、共有結合の形成は電子軌道の重なりとして表現されるようになりました（図2）。

米。 2. 電子雲の重なりによる共有結合の形成

原子軌道の重なりが大きいほど、結合は強くなり、結合長は短くなり、結合エネルギーは大きくなります。 共有結合は、異なる軌道を重ねることで形成できます。 s-s、s-p 軌道、および側方ローブを持つ d-d、p-p、d-p 軌道の重なりの結果、結合の形成が発生します。 結合は 2 つの原子の核を結んだ線に対して垂直に形成されます。 1 つと 1 つの結合は、アルケン、アルカジエンなどのクラスの有機物質の特徴である多重 (二重) 共有結合を形成できます。 1 つと 2 つの結合は、このクラスの有機物質の特徴である多重 (三重) 共有結合を形成します。アルキン（アセチレン）の。

による共有結合の形成 ドナー・アクセプター機構アンモニウムカチオンの例を見てみましょう。

NH 3 + H + = NH 4 +

7N 1s 2 2s 2 2p 3

窒素原子には自由孤立電子対（分子内の化学結合の形成に関与しない電子）があり、水素カチオンには自由軌道があるため、それぞれ電子供与体と受容体になります。

塩素分子の例を使用して、共有結合形成の推定メカニズムを考えてみましょう。

17 Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

塩素原子は自由孤立電子対と空軌道の両方を持っているため、ドナーとアクセプターの両方の性質を示すことができます。 したがって、塩素分子が形成されるとき、一方の塩素原子はドナーとして機能し、もう一方の塩素原子はアクセプターとして機能します。

主要 共有結合の特徴飽和（飽和結合は、原子がその価数能力が許す限り多くの電子を自身に結合すると形成されます。不飽和結合は、結合した電子の数が原子の価数能力よりも少ない場合に形成されます）。 方向性 (この値は、分子の幾何学形状と、結合間の角度である「結合角」の概念に関連しています)。

イオン結合

純粋なイオン結合を持つ化合物は存在しませんが、これは原子の化学結合状態として理解されており、総電子密度がより電気陰性度の高い元素の原子に完全に移動したときに原子の安定した電子環境が作成されます。 イオン結合は、逆に荷電したイオン (カチオンとアニオン) の状態にある電気陰性元素と電気陽性元素の原子間でのみ可能です。

意味

イオン原子への電子の除去または追加によって形成される荷電粒子です。

電子を移動させるとき、金属原子と非金属原子は、原子核の周りに安定した電子殻構造を形成する傾向があります。 非金属原子はそのコアの周りに後続の不活性ガスのシェルを作成し、金属原子は前の不活性ガスのシェルを作成します（図3）。

米。 3. 塩化ナトリウム分子を例にしたイオン結合の形成

イオン結合が純粋な形で存在する分子は、物質の蒸気状態で見られます。 イオン結合は非常に強いため、この結合を持つ物質は融点が高くなります。 共有結合とは異なり、イオン結合は方向性や飽和によって特徴付けられません。これは、イオンによって生成される電場が球面対称性によりすべてのイオンに均等に作用するためです。

金属接続

金属結合は金属内でのみ実現されます。これは金属原子を単一の格子内に保持する相互作用です。 結合の形成には、その体積全体に属する金属原子の価電子のみが関与します。 金属では、電子は常に原子から剥ぎ取られ、金属全体を移動します。 電子を奪われた金属原子は正に帯電したイオンに変わり、移動する電子を受け入れる傾向があります。 この連続プロセスにより、金属内部にいわゆる「電子ガス」が形成され、すべての金属原子がしっかりと結合します（図4）。

金属結合が強いため、金属は融点が高いという特徴があり、「電子ガス」の存在により金属に展性と延性が与えられます。

水素結合

水素結合は特異的な分子間相互作用です。 その発生と強度は物質の化学的性質によって異なります。 電気陰性度の高い原子（O、N、S）に水素原子が結合した分子間に形成されます。 水素結合の発生は 2 つの理由によって決まります。第 1 に、電気陰性原子に関連付けられた水素原子は電子を持たず、他の原子の電子雲に簡単に取り込まれる可能性があること、第 2 に、原子価 s 軌道を持っていることです。水素原子は、電気陰性原子の非共有電子対を受け取り、ドナー-アクセプター機構を通じて結合を形成することができます。

化学結合の特徴

化学結合の理論は、すべての理論化学の基礎を形成します。 化学結合は、分子、イオン、ラジカル、結晶に結合する原子の相互作用として理解されています。 化学結合には 4 つの種類があります。 イオン性、共有結合性、金属性、水素。 同じ物質でも異なる種類の結合が見られます。

1. 塩基では、ヒドロキソ基の酸素原子と水素原子の間の結合は極性共有結合であり、金属とヒドロキソ基の間はイオン結合です。

2. 酸素含有酸の塩の場合: 非金属原子と酸性残基の酸素の間 - 共有結合性極性、および金属と酸性残基の間 - イオン性。

3. アンモニウム、メチルアンモニウムなどの塩では、窒素原子と水素原子の間に極性の共有結合があり、アンモニウムまたはメチルアンモニウムイオンと酸残基の間にはイオン性があります。

4. 金属過酸化物 (Na 2 O 2 など) では、酸素原子間の結合は共有結合で非極性であり、金属と酸素の間はイオン結合などです。

すべての種類と種類の化学結合が統一されている理由は、それらの同一の化学的性質、つまり電子と核の相互作用です。 いずれの場合でも、化学結合の形成は、エネルギーの放出を伴う原子の電子と核の相互作用の結果です。

共有結合を形成する方法

共有結合による化学結合共有電子対の形成により原子間に生じる結合です。

共有結合性化合物は通常、気体、液体、または比較的低融点の固体です。 まれな例外の 1 つはダイヤモンドで、3,500 °C 以上で溶けます。 これは、個々の分子の集合体ではなく、共有結合した炭素原子の連続格子であるダイヤモンドの構造によって説明されます。 実際、ダイヤモンドの結晶は、そのサイズに関係なく、1 つの巨大な分子です。

共有結合は、2 つの非金属原子の電子が結合すると発生します。 結果として得られる構造は分子と呼ばれます。

このような結合の形成メカニズムは、交換またはドナー-アクセプターである可能性があります。

ほとんどの場合、共有結合した 2 つの原子は異なる電気陰性度を持ち、共有電子は 2 つの原子に等しく属しません。 ほとんどの場合、それらは別の原子よりもある原子に近くなります。 たとえば、塩化水素分子では、電気陰性度が水素よりも高いため、共有結合を形成する電子は塩素原子の近くに位置します。 ただし、電子を引きつける能力の差は、水素原子から塩素原子への完全な電子移動が起こるほど大きくありません。 したがって、水素原子と塩素原子の間の結合は、イオン結合 (完全な電子移動) と非極性共有結合 (2 つの原子間の電子対の対称配置) が交差したものと考えることができます。 原子の部分電荷はギリシャ文字のδで表されます。 このような結合は極性共有結合と呼ばれ、塩化水素分子は極性、つまり正に帯電した末端（水素原子）と負に帯電した末端（塩素原子）を持つと言われています。

1. 交換機構は、原子が不対電子を結合して共有電子対を形成するときに機能します。

1) H 2 - 水素。

この結合は、水素原子の s 電子 (s 軌道の重なり) による共通の電子対の形成によって発生します。

2) HCl - 塩化水素。

この結合は、s 電子と p 電子の共通電子対 (s-p 軌道の重なり) の形成によって発生します。

3) Cl 2: 塩素分子では、不対 p 電子 (p-p 軌道の重なり) により共有結合が形成されます。

4) N2: 窒素分子では、原子間に 3 つの共通の電子対が形成されます。

共有結合形成のドナー-アクセプター機構

ドナー電子対を持っています アクセプタ- このペアが占有することができる自由軌道。 アンモニウムイオンでは、水素原子との 4 つの結合はすべて共有結合です。3 つは交換機構に従って窒素原子と水素原子による共通の電子対の生成により形成され、1 つはドナー - アクセプター機構によって形成されます。 共有結合は、電子軌道の重なり方と、結合した原子の 1 つへの移動によって分類されます。 結合線に沿って電子軌道が重なり合った結果形成される化学結合は、 σ - 接続（シグマ結合）。 シグマ結合は非常に強いです。

p 軌道は 2 つの領域で重なることがあり、横方向の重なりによって共有結合を形成します。

結合線の外側、つまり 2 つの領域における電子軌道の「横方向」の重なりの結果として形成される化学結合は、パイ結合と呼ばれます。

共通の電子対がそれらが接続する原子の 1 つへ移動する度合いに応じて、共有結合は極性または非極性になります。 同じ電気陰性度を持つ原子間で形成される共有化学結合は、無極性と呼ばれます。 原子は同じ電気陰性度、つまり他の原子から価電子を引き付ける性質を持っているため、電子対はどの原子に向かって移動することもありません。 例えば、

つまり、単純な非金属物質の分子は、非極性の共有結合によって形成されます。 電気陰性度が異なる元素の原子間の共有化学結合は極性と呼ばれます。

例えば、NH 3 はアンモニアです。 窒素は水素よりも電気陰性度が高い元素であるため、共有電子対はその原子に向かって移動します。

共有結合の特徴: 結合長とエネルギー

共有結合の特徴的な特性は、その長さとエネルギーです。 結合長は原子核間の距離です。 化学結合の長さが短いほど、化学結合は強くなります。 ただし、結合強度の尺度は結合エネルギーであり、結合を切断するのに必要なエネルギー量によって決まります。 通常、kJ/mol で測定されます。 したがって、実験データによると、H 2 、Cl 2 、および N 2 分子の結合長はそれぞれ 0.074、0.198、および 0.109 nm であり、結合エネルギーはそれぞれ 436、242、および 946 kJ/mol です。

イオン。 イオン結合

アトムがオクテット規則に従うには、主に 2 つの可能性があります。 1 つ目はイオン結合の形成です。 (2 番目は共有結合の形成です。これについては後述します)。 イオン結合が形成されると、金属原子は電子を失い、非金属原子は電子を獲得します。

I 族金属の原子と VII 族非金属原子という 2 つの原子が「出会う」と想像してみましょう。 金属原子にはその外側のエネルギー準位に電子が 1 つありますが、非金属原子にはその外側の準位が完成するために電子が 1 つ欠けているだけです。 最初の原子は、原子核から遠く離れて原子核に弱く結合している電子を 2 番目の原子に容易に与え、2 番目の原子はその外側の電子レベルに自由な場所を与えます。 次に、マイナス電荷の 1 つを奪われた原子はプラスに帯電した粒子になり、2 番目の原子は生成された電子によってマイナスに帯電した粒子に変わります。 このような粒子をイオンと呼​​びます。

これはイオン間に生じる化学結合です。 原子や分子の数を表す数値を係数といい、分子内の原子やイオンの数を表す数値を指数といいます。

金属接続

金属は、他の物質の性質とは異なる特定の性質を持っています。 このような特性としては、比較的高い融解温度、光を反射する能力、高い熱伝導率と電気伝導率が挙げられます。 これらの特徴は、金属内の特殊な種類の結合、つまり金属結合の存在によるものです。

金属結合は、金属結晶内の陽イオン間の結合であり、結晶中を自由に移動する電子の引力によって行われます。 外側準位にあるほとんどの金属の原子には、1、2、3 という少数の電子が含まれています。これらの電子は 簡単に外れます、そして原子はプラスイオンに変わります。 切り離された電子は、あるイオンから別のイオンに移動し、それらを単一の全体に結合します。 これらの電子はイオンと結合して一時的に原子を形成し、その後再び切り離されて別のイオンと結合するなどのプロセスが無限に発生します。これは次のように概略的に表すことができます。

その結果、金属の体積内では、原子がイオンに、またはその逆に連続的に変換されます。 共有電子を介したイオン間の金属結合は金属と呼ばれます。 金属結合は外部電子の共有に基づいているため、共有結合といくつかの類似点があります。 ただし、共有結合では、隣接する 2 つの原子のみの外側の不対電子が共有されますが、金属結合では、すべての原子がこれらの電子の共有に参加します。 そのため、共有結合を有する結晶は脆いのですが、金属結合を有する結晶は、一般に延性があり、導電性があり、金属光沢を持ちます。

金属結合は、純粋な金属とさまざまな金属の混合物、つまり固体および液体状態の合金の両方の特徴です。 ただし、蒸気状態では、金属原子は共有結合によって互いに結合されます (たとえば、ナトリウム蒸気は大都市の通りを照らすために黄色のランプを満たします)。 金属ペアは個々の分子（単原子および二原子）で構成されます。

金属結合は共有結合とは強度が異なり、そのエネルギーは共有結合のエネルギーの 3 ～ 4 分の 1 です。

結合エネルギーは、1 モルの物質を構成するすべての分子の化学結合を切断するのに必要なエネルギーです。 共有結合およびイオン結合のエネルギーは通常高く、100 ～ 800 kJ/mol 程度の値になります。

水素結合

間の化学結合 1 つの分子の正に分極した水素原子（またはその一部）および 電気陰性度の高い元素の負に分極した原子共有電子対 (F、O、N、およびまれに S と Cl) をもつ別の分子 (またはその一部) は水素と呼ばれます。 水素結合形成のメカニズムは、部分的には静電気的であり、部分的には静的です。 名誉を受け入れる性格.

分子間水素結合の例:

このような接続が存在すると、低分子物質であっても、通常の状態では液体 (アルコール、水) または容易に液化する気体 (アンモニア、フッ化水素) になります。 生体高分子（タンパク質（二次構造））では、カルボニル酸素とアミノ基の水素の間に分子内水素結合があります。

ポリヌクレオチド分子 - DNA (デオキシリボ核酸) - は、2 本のヌクレオチド鎖が水素結合によって互いに結合した二重らせんです。 この場合、相補性の原理が働きます。つまり、これらの結合はプリン塩基とピリミジン塩基で構成される特定のペア間で形成されます。アデニン ヌクレオチド (A) の反対側はチミン (T)、グアニン (G) の反対側はシトシンです。 (C)。

水素結合を持つ物質は分子結晶格子を持っています。