原子が化学結合を作るのはなぜですか?

安定性と中性電荷の違い

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原子は化学結合を形成して、外側の電子殻をより安定させます。化学結合のタイプは、それを形成する原子の安定性を最大化します。ある原子が本質的に別の原子に電子を供与するイオン結合は、ある原子がその外側の電子を失うことによって安定になり、他の原子が電子を獲得することによって (通常は原子価殻を満たすことによって) 安定になるときに形成されます。原子を共有すると共有結合が形成され、最高の安定性が得られます。イオンおよび共有化学結合以外にも、他の種類の結合が存在します。

結合と価電子

一番最初の電子殻は2つの電子しか保持していません。水素原子 (原子番号 1) には 1 つの陽子と孤立した電子があるため、その電子を別の原子の外殻と容易に共有できます。ヘリウム原子 (原子番号 2) には、2 つの陽子と 2 つの電子があります。 2 つの電子は外側の電子殻 (唯一の電子殻) を完成させ、原子はこのようにして電気的に中性になります。これにより、ヘリウムは安定し、化学結合を形成しにくくなります。

過去の水素とヘリウム、最も簡単に適用できるのは、 オクテット規則 2 つの原子が結合を形成するかどうか、およびそれらが形成する結合の数を予測します。ほとんどの原子は、外殻を完成させるために 8 個の電子を必要とします。そのため、2 つの外部電子を持つ原子は、2 つの電子を持たない原子と化学結合を形成して「完全」になることがよくあります。

たとえば、ナトリウム原子は、その外殻に孤立電子を 1 つ持っています。対照的に、塩素原子は、その外殻を埋めるために電子が 1 つ不足しています。ナトリウムは容易にその外部電子を供与します (Na⁺これは、電子よりも陽子が 1 つ多いためです)、一方、塩素は供与された電子を容易に受け入れます (Cl^-陽子よりも電子が 1 つ多い場合、塩素は安定であるため)。ナトリウムと塩素はイオンを形成します つなぐ お互いに食卓塩（塩化ナトリウム）を形成します。

電荷についての注意

原子の安定性がその電荷に関連しているかどうかについて混乱するかもしれません。イオンを形成するために電子を獲得または喪失する原子は、イオンがイオンを形成することによって完全な電子殻を取得する場合、中性原子よりも安定しています。

反対に帯電したイオンは互いに引き付け合うため、これらの原子は互いに化学結合を容易に形成します。

なぜ原子は結合を形成するのですか?

を使用できます。 周期表 原子が結合を形成するかどうか、およびそれらが互いにどのタイプの結合を形成するかについて、いくつかの予測を行います。周期表の右端には、 希ガス .これらの元素 (ヘリウム、クリプトン、ネオンなど) の原子は、完全な外側電子殻を持っています。これらの原子は安定しており、他の原子と結合することはほとんどありません。

原子が互いに結合するかどうか、およびそれらが形成する結合のタイプを予測する最良の方法の 1 つは、原子の電気陰性度の値を比較することです。電気陰性度は、原子が化学結合で電子に対して持つ引力の尺度です。

原子間の電気陰性度の値の大きな違いは、一方の原子が電子に引き寄せられ、他方の原子が電子を受け入れることができることを示します。これらの原子は通常、互いにイオン結合を形成します。このタイプの結合は、金属原子と非金属原子の間に形成されます。

2 つの原子間の電気陰性度の値が同等である場合でも、化学結合を形成して、その安定性を高めることができます。 価電子 シェル。これらの原子は通常、共有結合を形成します。

各原子の電気陰性度の値を調べて比較し、原子が結合を形成するかどうかを判断できます。電気陰性度は周期表の傾向であるため、特定の値を調べることなく一般的な予測を行うことができます。周期表を左から右に移動すると、電気陰性度が増加します (希ガスを除く)。テーブルの列またはグループを下に移動すると減少します。表の左側の原子は、右側の原子と容易にイオン結合を形成します (希ガスを除く)。表の中央にある原子は、互いに金属結合または共有結合を形成することがよくあります。