炭素はどのような結合を形成しますか?

パシーカ/ゲッティイメージズ

炭素 およびその結合は、有機化学および生化学、ならびに一般化学の鍵です。ここでは、炭素によって形成される最も一般的なタイプの結合と、それが形成できる他の化学結合を見てみましょう.

重要ポイント: 炭素結合

• 炭素は、ほとんどの場合、他の原子と共有結合を形成します。結合が別の炭素原子との結合である場合、それは純粋な共有 (または非極性共有) 結合です。それが別の原子と一緒にある場合、極性共有結合が形成されます。
• 炭素の最も一般的な酸化状態は +4 または -4 です。
• あまり一般的ではありませんが、炭素は他の原子とイオン結合を形成します。これは、炭素と他の原子との間に大きな電気陰性度の差がある場合に発生します。

炭素は共有結合を形成する

炭素によって形成される最も一般的なタイプの結合は共有結合です。ほとんどの場合、炭素は他の原子と電子を共有します (通常は 4 価)。これは、炭素は通常、同様の電気陰性度を持つ元素と結合するためです。炭素によって形成される共有結合の例には、炭素-炭素、炭素-水素、および炭素-酸素結合が含まれる。これらの結合を含む化合物の例には、メタン、水、および二酸化炭素が含まれます。

ただし、共有結合にはさまざまなレベルがあります。炭素は、グラフェンやダイヤモンドのように、それ自体に結合するときに無極性の共有 (純粋な共有) 結合を形成できます。炭素は、電気陰性度がわずかに異なる元素と極性共有結合を形成します。炭素-酸素結合は極性共有結合です。それは依然として共有結合ですが、電子は原子間で均等に共有されていません。炭素がどのタイプの結合を形成するかを尋ねるテストの質問が与えられた場合、答えは共有結合です。

炭素とのあまり一般的でない結合

ただし、炭素が他の種類の化学結合を形成する、あまり一般的ではないケースがあります。例えば、カルシウムカーバイドのカルシウムと炭素の間の結合、CaC₂、イオン結合です。カルシウムと炭素は電気陰性度が異なります。

テキサスカーボン

炭素は通常、+4 または -4 の酸化状態を持っていますが、4 以外の原子価が発生する場合があります。例は ' テキサスカーボン 、通常は水素と 5 つの結合を形成します。