化学結合:定義、タイプ、式、写真ガンバー
- バックグラウンド
化学周期表は、表に記載されている化学元素を表示したものです。 周期表の元素数は118元素です。 自然界には118以上の要素があります。 これは、原子が1つの原子と別の原子の間で反応して、化合物と呼ばれる新しい物質を形成する可能性があるためです。 2つ以上の原子が結合して化学結合を形成すると、それらは独特の化合物を生成します 元の特性(それらの前の要素の特性)とは異なる化学的および物理的特性を持っている 反応)。
私たちが注意を払うことができるいくつかのことがあります、すなわち、日常生活における化学元素の適用の多くの例があります。 一例は水です。 水は生命に欠かせない素材です。 私たちの基本的なニーズのほとんどは水を使用しています。 体内でも、DNAを損傷から保護し、体のすべての部分に栄養素を供給し、バランスの取れた体温を維持するために、水は重要です。 水は式Hを持っていることがわかっています2O。
水は水素と酸素の元素で構成されています。 結合して化合物を形成する元素の適用例を扱っていることに気付かずに。 おそらく私たちが批判すべきことは、これらの元素がどのように結合して化合物を形成するかということです。 その前に、まず化合物の意味を知る必要があります。
そして、有機という用語は、有機体または生体という言葉に関連しているようです。 有機物は、石油や石炭などの生物(動植物)に由来する物質です。 基本的に有機化学は、生体から得られる物質を含みます。
17世紀後半から18世紀初頭にかけて、化学者は動植物から物質を抽出、精製、分析しました。 専門家のモチベーションは、生命の本質への好奇心のためであり、それ以外にそれはまた得ることです 抽出および精製を行うことによる医薬品、染料およびその他の目的のための材料 その他。 時が経つにつれて、動植物に存在する化合物のほとんどは、鉱物などの無生物とは多くの異なる側面を持っていることが明らかになりました。
一般に、生体内の化合物は、炭素、水素、酸素、窒素、さらに硫黄とリンなど、いくつかの元素で構成されています。 この事実は私たちに定義をもたらします。 したがって、有機化学は、炭素化合物の研究を専門とする化学の一分野です。
したがって、化学結合や有機化合物を知り、学ぶことが非常に重要です。 なぜなら、日常生活の中で、化学結合や有機化合物に関連するものから切り離されることは決してないからです。
問題の定式化
- 化学結合と有機化合物という用語はどういう意味ですか?
- 化学結合の種類は何ですか?
- 化学結合はどのように形成されますか?
目的と利点
上記の背景から、著者は「化学結合と この簡単な論文でさらに説明される主題としての有機化合物」 先:
- 化学結合の意味を知り、理解すること。
- あらゆる種類の化学結合を知ること。
- 化学結合の形成過程を知り、理解すること。
- 有機化学とは何か、そしてそれが日常生活でどのように役割を果たすかを知ること。
- 生徒が自分のアイデアを処理して表現する際により創造的になるように訓練し、奨励します。
専門家による化学結合の理解
- 1916年に ギルバート・ニュートン・ルイス (1875-1946)アメリカからそして アルブレヒト・コッセル (1853-1927)ドイツから(Martin S. Silberberg、2000)化学結合は、分子内の原子または各化合物のイオン結合を結合する力です。
- 化学結合は、原子間の引力であり、原子が一緒に残り、化合物に結合されます。 化学結合形成のアイデアは、ルイスとラングミュア(アメリカ)とコッセル(ドイツ)によって提唱されました。 化学結合の形成において、希ガス(VIII A)は化学結合を形成するのが非常に困難です。
- 希ガスが他の元素と結合するとき、それらが他の元素と結合するのを妨げるそれらの電子配置に独自性がなければならないことが疑われます。 (Elida、1996)。 Elida(1996)によると この考えに基づいて、ルイス理論と呼ばれる理論が開発されたと言います。
- 化学結合の形成は、次の2つの方法で発生する可能性があります。
- ある原子から別の原子への1つまたは複数の電子が存在するため、 正イオンと負イオンは、反対の電荷を持っているため互いに引き付け合い、結合を形成します イオン。
- 結合した原子間で電子対が共有されるため。 形成される結合のタイプは、共有結合と呼ばれます。
- 電子の移動または電子対の共有は、それぞれが 与えられた原子は安定した電子配置、つまり8つの電子を持つ配置を持っています 原子価。
化学結合を介して、要素は分子またはオブジェクトを形成し、さらに宇宙を構成してその一部になります。 化学結合は、さまざまな形やメカニズムで、電子的相互作用によって発生する可能性があります。 これに関連して、次のようないくつかのタイプの化学結合が知られています(Hanapi、et al。、2013):
2つ以上の原子間で相互作用して分子を形成することができます。 この相互作用には常にエネルギーの放出が伴いますが、分子内の原子をまとめる力は化学結合と呼ばれる結合です。 元素が安定した電子構造を持ちたいため、化学結合が形成されます。 問題の安定した電子構造は希ガスの電子構造です。
希ガス電子配置表
限目 | 素子 | 原子番号 | K | L | M | N | O | P |
1 | 彼 | 2 | 2 | |||||
2 | ね | 10 | 2 | 8 | ||||
3 | Ar | 18 | 2 | 8 | 8 | |||
4 | Cr | 36 | 2 | 8 | 18 | 8 | ||
5 | Xe | 54 | 2 | 8 | 18 | 18 | 8 | |
6 | Rn | 86 | 2 | 8 | 18 | 32 | 18 | 8 |
1916年にG.N. ルイスとW。 コッセルは、希ガスの安定性とそれらの電子配置との関係を説明しました。 彼を除いて; 2つの価電子を持っています。 希ガスは8つの価電子を持っているので安定しています。 元素の原子は、安定性を達成するために希ガスに従う傾向があります。 原子が8つの価電子を持とうとすると、オクテット則に従うと言われます。
Heのように2つの価電子を持たせようとする原子番号の低い元素(HやLiなど)は、二重規則に従うと言われています。 希ガスを追跡するために元素がとる方法、すなわち:
- 電子をあきらめるか受け取る。
- 電子対の共有。
したがって、原子が希ガスや外殻内の8個の電子のような構造または電子配置を持つ傾向は次のように呼ばれます。 「オクテット則」。 一方、ヘリウムガスのように電子配置をとる傾向のある原子は、 「デュプレットルール」。
したがって、分子内の原子または各化合物内のイオンの組み合わせを結合する力は、 化学結合. この概念は1916年に最初に提唱されました ギルバート・ニュートン・ルイス (1875-1946)アメリカからそして アルブレヒト・コッセル (1853-1927)ドイツから(Martin S. シルバーバーグ、2000)。 概念は次のとおりです。
- 希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xe、およびRn)が化合物を形成するのが難しいという事実は、希ガスが同じ電子配置を持っていることの証拠です。
- 各原子は、希ガスのように電子が安定して配置される傾向があります。 これは、電子を放出するか、電子を捕獲することによって行われます。
- 電子の安定した配置を得るためには、他の原子と結合することによってのみ達成することができます。 つまり、電子を放出する、電子を獲得する、または電子を共有することによって。
化学結合の写真の例
モデル例 ルイスポイント 間の化学結合を説明します 炭素C, 水素H、および 酸素O. ルイスポイントの描写は、化学結合を説明するための化学者による最も初期の試みの1つであり、今日でも広く使用されています。
化学結合の種類
1. 一次結合
一次結合は、原子間の結合が比較的大きい化学結合です。 これらの一次結合は、イオン結合、共有結合、および金属結合で構成されています。
専門家によるとイオン結合を理解する(ジェームズE. ブレイディ、1990)
イオン結合 です ある原子から別の原子への電子の移動の結果として発生する結合(JamesE。 ブレイディ、1990)。 イオン結合は、電子をあきらめる原子(金属)と電子を得る原子(非金属)の間に形成されます。 金属原子、後 電子をあきらめる に変換されます 陽イオン.
一方 非金属原子原子、後 電子を受け入れる に変換されます イオン負. これらの反対に帯電したイオンの間には、と呼ばれる引力(静電力)があります イオン結合 (電子結合)。 イオン結合を持つ化合物は、イオン性化合物と呼ばれます。 イオン性化合物は通常、金属元素と非金属元素の原子間で形成されます。
イオン結合を形成するプロセスは、NaClの形成によって例示されます。 ナトリウム 電子配置(2.8,1)の(Na)は、1つの電子を放出して電子配置が(2.8)に変化すると、より安定します。 一方 塩素 (2,8,7)の配置を持つ(Cl)は、1つの電子を獲得してその配置が(2,8,8)になると、より安定します。 したがって、それらをより安定させるために、ナトリウムは1つの電子を提供し、塩素はナトリウムから1つの電子を取得します。
ナトリウムが電子を失うと、それは小さくなります。 一方、塩素は1つの電子の追加により大きくなります。 したがって、陽イオンのサイズは常に前のサイズよりも小さくなりますが、陰イオンは前のサイズよりも大きくなる傾向があります。 電子交換が発生すると、Naは正に帯電します(Na+)およびClは負に帯電します(Cl–). 次に、Naの間に静電力があります+ とCl– したがって、イオン結合を形成します。
イオン結合は以下の間で形成されます:
- マイナスイオンとプラスイオン、
- 大きな電子親和力原子を持つ小さなイオン化ポテンシャルエネルギー原子(グループIAの原子、グループVIAの原子を持つIIA元素、VIIA元素)、
- 電気陰性度が小さい原子と電気陰性度が大きい原子
イオン性化合物の性質は次のとおりです。
- 固体の場合、イオン粒子が格子にしっかりと結合しているため電気を通さず、自由電子が移動しません。
- 溶融物とその溶液は電気を通します。
- 一般に、表面が硬く、引っかき傷がつきにくい結晶性固体の形である。
- 高い融点と沸点。
- 極性溶媒に可溶で、非極性溶媒に不溶です。
イオン結合は、正に帯電したイオンと負に帯電したイオンの間の引力のために発生します。
Wibowo(2013)によると 注意すべき点がいくつかあります。通常、この化学結合材料には、次の例のように誤解があります。
- イオン結合は、単純な陽イオンと陰イオンの間でのみ発生します。
- イオン性化合物は、イオンなどから直接形成することしかできません。
式またはイオン式について。 イオン性化合物は分子として存在しないため、イオン性化合物の分子式を知ることはできません。 代わりに、化合物のイオン式は、その化合物の実験式です。 たとえば、塩化ナトリウムの化学式はNaClです。
Saunders(2007)によると イオン格子には同じ数のこれらのイオンがあります。次に例を示します。
- 酸化マグネシウムにはMgが含まれています2+ とO2- イオン、式はMgOです
- 塩化カルシウムにはCaが含まれています2+ およびcl2- イオン、式はCaClです2
- 酸化アルミニウムにはAlが含まれています3+ とO2- イオンであり、式はAlです。2O3
日常生活における化学結合の例:
例は水です。 水は生命に欠かせない素材です。 私たちの基本的なニーズのほとんどは水を使用しています。 体内でも、DNAを損傷から保護し、体のすべての部分に栄養素を供給し、バランスの取れた体温を維持するために、水は重要です。 水は式Hを持っていることがわかっています2O。 水は水素と酸素の元素で構成されています。
結合して化合物を形成する元素の適用例を扱っていることに気付かずに。 おそらく私たちが批判すべきことは、これらの元素がどのように結合して化合物を形成するかということです。 その前に、まず化合物の意味を知る必要があります。 そして、有機という用語は、有機体または生体という言葉に関連しているようです。
有機物は、石油や石炭などの生物(動植物)に由来する物質です。 基本的に有機化学は、生体から得られる物質を含みます。
共有結合(ジェームズE。 ブレイディ、1990)
共有結合 です 2つの原子による電子対の共有によって発生する結合(JamesE。 ブレイディ、1990)。 共有結合は、両方が電子を獲得したい2つの原子(非金属原子)の間に形成されます。
共有電子対は結合電子対(PEI)と呼ばれ、共有結合の形成に関与しない価電子対は孤立電子対(PEB)と呼ばれます。 共有結合は一般に非金属元素の原子間で発生し、類似している可能性があり(H2、N2、O2、Cl2、F2、Br2、I2など)、異なるタイプ(H2O、CO2など)である可能性があります。 共有結合のみを含む化合物は、共有化合物と呼ばれます。
共有化合物の化学式
オクテット則を参照することにより、共有結合した化合物の分子式を予測できます。 この場合、対になった電子の数は等しくなければなりません。 ただし、オクテット則が常に守られているわけではないことに注意してください。オクテット則に違反する共有結合化合物がいくつかあります。
例は、HのHとOの間の結合です。2O。 HとOの電子配置は、Hが1つの電子を必要とし、Oが2つの電子を必要とするというものです。 O原子とH原子がオクテット則に従うためには、与えられるH原子の数が2である必要がありますが、O原子は1であるため、化合物の分子式はHです。2O。
共有結合は次のもので構成されます。
非極性共有結合
非極性共有結合は、PEIが結合原子に等しく強く引き付けられる共有結合です。 非極性共有結合化合物は、電気陰性度の差がゼロであるか、双極子モーメント= 0(ゼロ)であるか、対称的な分子形状を持つ元素の原子間で形成されます。 ポイント 電子の負電荷 結合は互いに接近しているため、構成分子に双極子モーメントはありません。つまり、共有された電子は同じ引力を持ちます。
非極性共有結合は、次のもので構成されます。
- 単一の共有結合
単一共有結合は、1対のPEIを持つ共有結合です。
例:H2、H2O(電子配置H = 1; O = 2、6)。
H分子の結合形成の例2以下のO:
- 二重共有結合
二重共有結合は、2対のPEIを持つ共有結合です。
例:O2、CO2(電子配置O = 2、6; C = 2、4)。
以下は、CO分子における二重結合の形成を示しています。2.
三重共有結合
三重共有結合は、3対のPEIを持つ共有結合です。
例:N2(電子配置N = 2、5)。
以下は、N分子における三重結合の形成を示しています。2
極性共有結合
極性共有結合は、PEIが結合原子の1つに引き付けられる傾向がある共有結合です。 共有結合の極性は、元素の電気陰性度によって決まります。 極性共有化合物は通常、電気陰性度の差が大きく、分子形状が非対称で、双極子モーメントを持つ元素の原子間で発生します。 共有結合 2つの異なる原子間で起こることはと呼ばれます 極性共有結合. 極性共有結合 また、同じであるが電気陰性度が異なる2つの原子間でも発生する可能性があります。
極性共有結合の例:HF
に HFコンパウンド この場合、FはHと比較して高い電気陰性度を持っています。 その結果、電子対はFに引き付けられ、その結果、双極子が形成されるか、分極が発生します(HとFの間の極の形成)。
- 共有共有結合
配位共有結合 は共有結合であり、共有された電子対は1つの原子によってのみ提供され、もう1つの原子は電子を提供しません。 だからここに原子原子を与えるものがあります 孤立電子対、別のアトムが受信者です。 配位共有結合 電子対供与の方向を示す矢印(→)で示されることもあります。
共有共有結合の例:BF3NH3
5B = 1s2 2s2 2p1
9F = 1s2 2s2 2p5
7N = 1s2 2s2 2p3
共有化合物の特性:
沸点
一般に、共有結合性化合物の沸点は低くなります(平均200℃未満)。 たとえば、水、H2Oは共有結合性化合物です。 水分子の水素原子と酸素原子の間の共有結合は非常に強く、水分子間の力は非常に弱いです。 この状況では、液相(フォーム)の水が次の場合に簡単に水蒸気に変わります。 約100℃に加熱されますが、この温度では、H2O分子に共有結合が存在します。 解散しないでください。
揮発性(蒸発する能力)
ほとんどの共有化合物は揮発性の液体と気体です。 揮発性の共有結合化合物の分子は、しばしば特有の臭いを発します。 香水および香料は共有結合化合物であり、揮発性共有結合化合物の例です。
溶解性
一般に、共有結合性化合物は水に不溶性ですが、有機溶媒には容易に溶解します。 有機溶剤は、ガソリン、灯油、アルコール、アセトンなどの炭素化合物です。 ただし、水と反応して(水和)イオンを形成するため、水に溶解できる共有結合性化合物がいくつかあります。 たとえば、硫酸を水に溶かすと、水素イオンと硫酸イオンが生成されます。 以下、水に溶解できる共有結合化合物を極性共有結合化合物と呼び、水に不溶性の共有結合化合物を非極性共有結合化合物と呼ぶ。
電気伝導性
一般に、さまざまな形態の共有結合化合物は、極性共有結合化合物を除いて、電気を通すことができないか、非電解質です。 これは、極性共有化合物が水に溶解するとイオンを含み、これらの化合物は弱電解質化合物であるためです。 以下は、非電解質化合物、弱電解質、強電解質の違いの写真です。
金属結合
金属結合は、金属原子間で価電子を共有することによって形成される化学結合です。 例:鉄金属、亜鉛、銀。 金属結合はイオン結合や共有結合ではありません。 金属結合を説明するために提唱された理論の1つは、電子海理論です。 金属結合の例。 鉄(Fe)原子の価電子位置は、他のFe原子の価電子位置と重複する可能性があります。
この価電子の重なりにより、各Fe原子の価電子がFe +イオン間の空間を自由に移動して、電子の海を形成することができます。 電荷が反対(Fe2 +と2e–)であるため、Fe +イオンとこれらの自由電子の間に引力があります。 その結果、と呼ばれる結合が形成されます 金属結合.
金属結合の存在により、金属は次のようになります。
- 室温で固体、Hgを除く;
- 硬いが柔軟/展性;
- 高い沸点と融点を持っています。
- 電気と熱の良い導体;
- ピカピカ。
金属結合の例:
金属化合物と非金属化合物の物理的性質の比較
金属 | 非金属 | ||
1. | 金属固体は電気の良い伝導体です | 1. | 非金属固体は通常、電気の伝導体ではありません |
2. | 金属光沢があります | 2. | 光沢がない |
3. | 強くて硬い(合金として使用する場合) | 3. | ほとんどの非金属は強くて柔らかくありません |
4. | 曲げたり伸ばしたりできます | 4. | 通常、曲げたり伸ばしたりすると壊れやすく壊れます |
5. | 良い熱伝導体 | 5. | 熱を通しにくい |
6. | ほとんどの金属は密度が高い | 6. | ほとんどの非金属は密度が低い |
7. | ほとんどの金属は高い沸点と融点を持っています | 7. | ほとんどの非金属は、沸点と融点が低くなっています |
金属化合物の反応:
アルカリ金属には、柔らかく、光沢のある白色、切断しやすいなど、いくつかの物理的特性があります。 これらの金属を屋外に放置すると、水や酸素と反応しやすく、通常は灯油に保管されているため、表面がくすんでしまいます。
原子番号が増えると、柔らかさも増します。 アルカリ金属の柔らかさの程度は、これらの金属の原子番号の増加とともに増加します。 アルカリ土類金属の化学的性質は、とりわけ、水との反応から観察することができます。 水との反応により水素ガスと水酸化物ガスが発生し、非常に高温になります。 冷水に対する反応性は、金属の数が増えると増加します。
ベリリウムを除くアルカリ土類金属は、すべて白色で、切断しやすく、切断すると光沢があり、空気中ですぐにくすみます。 水に対する反応性はさまざまです。 ベリリウムは、白熱状態の水や蒸気の形で水と反応する可能性があります。 マグネシウムは冷水とゆっくりと反応し、アルカリ土類金属がタナであるほど熱くなります。 他のものは冷水と非常に迅速に反応して水素と水酸化物ガスを生成し、大量の ホット。
アルカリ金属とアルカリ土類金属の塩化物化合物は水に溶解して単純な水和物イオンを形成します。 多くの共有結合またはわずかに共有結合の塩化物は加水分解を受けて、塩化物とその酸化物またはヒドロキシルを生成します。 たとえば、塩化アルミニウムの溶液は水と反応して水酸化アルミニウムを形成します。
共有結合分極
2つの原子の電気陰性度の違いにより、化合物の極性が生じます。 電気陰性度の違いにより、結合電子対が元素の1つに引き付けられ、双極子が形成されます。 この双極子の存在により、化合物は極性になります。 化合物HClでは、電子への引力がHの引力よりも大きいため、共有される電子対はClに近くなります。
これにより、H-Cl結合が分極します。 Cl原子はH原子よりも負であるため、極性共有結合が発生します。
例:
1)極性共有化合物:HCl、HBr、HI、HF、H2O、NH3。
2)非極性共有化合物:H2、O2、Cl2、N2、CH4、C6H6、BF3。
3つ以上の元素からなる共有結合では、化合物の極性は次のように決定されます。
1)双極子モーメントの数、双極子モーメントの合計= 0の場合、複合senyawa
無極性。 双極子モーメントが0に等しくない場合は、
化合物は極性です。
2)分子の形状。分子の形状が対称である場合、化合物は非極性ですが、分子の形状が対称でない場合、化合物は極性です。
オクテット則
Aオクテットつまり、元素は電子を獲得または喪失して、8つの価電子(オクテット)の完全な状態に到達します。 たとえば、ナトリウムには1つの価電子があります。 オクテット則によれば、この元素は8つの価電子を持っているときに安定します。 したがって、ナトリウムはその3s電子を失います。 したがって、ナトリウム原子は1の正電荷を持つナトリウムイオンに変わります(Na+).
イオンはネオン(希ガス)と等電子的であるため、Naionイオンは+ 安定しています。 一方、オクテット則に準拠するために、塩素元素は3pで電子の充填を完了するために1つの電子を必要とします。 追加の電子を1つ受け取った後、この元素は1の負電荷を持つイオンに変わります(Cl–). Cl。イオン–アルゴン(希ガス)と等電子的であるため、安定しています。
ナトリウムが塩素と混合されている場合、ナトリウムが失う電子の数は、塩素によって得られる電子の数と等しくなります。 ナトリウム中の1つの3s電子は、塩素中の3p軌道に移動します。
オクテット則の例外と失敗
オクテット則は、単純な二元化合物の化学式を予測するのに大いに役立ちますが、 違反していることが判明し、遷移および遷移後の元素から化合物の化学式を予測できませんでした。
- オクテット則の例外
オクテット則の例外は、次の3つのグループに分けることができます。
- オクテット則に達しない化合物。
中心原子の価電子が4未満の化合物は、このグループに属します。 これは、すべてのペアの価電子がまだオクテットに達していない後に発生します。 例としては、BeCl2、BCl3、およびAlBr3があります。
- 価電子の数が奇数の化合物。 例は、価電子(5 + 6 + 6)= 17を持つNO2です。
- オクテット則を超える化合物。 これは、外殻に8個を超える電子を保持できる周期3以上の元素で発生します(Mシェルは最大18個の電子を保持できることに注意してください)。 いくつかの例は、PCl5、SF6、ClF3、IF7、およびSbCl5です。
- オクテット則の失敗
オクテット則は、遷移元素と遷移後元素の両方の化合物の化学式を予測できません。 移行後の要素 Ga、Sn、Biなどの遷移元素の後の金属元素です。 Snには4つの価電子がありますが、+ 2酸化状態の化合物は他にもあります。 同様に、5つの価電子を持つBiですが、+ 1と+3の酸化状態を持つ化合物が多くあります。 一般に、遷移要素と遷移後要素はオクテット則に準拠していません。
2. 二次結合(分子間引力)
二次結合は分子間結合です。 二次結合力は、原子または分子の双極子から発生します。 基本的に、電気双極子は、原子と分子の正の部分と負の部分の間に分離があるときに発生します。 分子間引力は、融点や沸点など、物質の物理的特性に関連していることに注意してください。
分子間引力が強いほど、それらを破壊するのが難しくなり、化合物の融点と沸点が高くなります。
ロンドンスタイル/分散スタイル
ロンドン力または分散力は、無極性物質内の分子間の引力です。 ドイツの科学者フリッツ・ロンドンは、このスタイルについての理論を明らかにしたので、このスタイルはロンドンスタイルと呼ぶことができます。 ロンドン力は、電子が絶えず軌道を移動している力です。 ある領域から別の領域への電子の移動により、通常は無極性である分子が瞬間的に極性になり、瞬間的な双極子が形成されます。
このように形成された双極子は、1秒間に大きく変化する可能性があるため、瞬間双極子と呼ばれます。 分子の瞬間的な双極子は、周囲の分子を誘導して、誘導された双極子を形成することができます。
ロンドンスタイルは比較的弱いスタイルです。 ロンドン力によってのみ分子が引き付けられる物質は、分子量がほぼ同じである他の物質と比較して、融点と沸点が低くなります。 分子が小さい場合、それらは通常、室温の気体です。 例は水素(H2)、窒素(N2)、メタン(CH4)、ヘリウム(He)などの希ガスなど。
ロンドン力の強さは、分子の複雑さや分子のサイズなど、いくつかの要因に依存します。
分子の複雑さ
- 複雑な分子間の相互作用は単純な分子よりも多いため、ロンドン力は単純な分子よりも大きくなります。
- 氏が大きいほど、ロンドンスタイルは強くなります。
分子サイズ
- 大きな分子は小さな分子よりも大きな引力を持っています。 そのため、大きなロンドン力を引き起こす瞬間的な電柱が発生しやすくなります。
- 上から下へのグループでは、サイズが大きくなるため、ロンドン力も大きくなります。
水素結合
電気陰性度の大きい水素化合物、すなわちフッ素(F)、酸素(O)、窒素(N)には、比較的強い分子間力が存在します。 たとえば、HFでは、H20、およびNH3. これは、他の同様の化合物と比較して、これらの化合物の驚くほど高い沸点に反映されています。
これらの水素結合の強度は、分子内の原子間の電気陰性度の違いによって影響を受けます。 差が大きいほど、形成される水素結合が大きくなります。
水素結合は、化合物の沸点に影響を与えます。 水素結合が大きいほど、沸点が高くなります。 ただし、特に水(H2O)、各分子には2つの水素結合があります。 その結果、水素結合の総数は、水素結合を持つはずのフッ化水素酸(HF)の総数よりも多くなります。 水の沸点が酸の沸点よりも高くなるように(電気陰性度の差が最も大きいため)最大 フロリダ。
水分子間で発生する水素結合。部分的な正電荷は、水分子の1つからのH原子に由来します。 水素結合は、分子間および分子内で発生する可能性があります。 同じ分子内の原子間で結合が発生する場合、それは分子内水素結合と呼ばれ、H分子などの分子内で発生します。2OとH.分子2O。 水素結合は、NH3分子、CHなどの分子間分子でも形成されます。3CH2H.分子を含むOH2O、この種の結合は分子間水素結合と呼ばれます。
ボンド/ファンデルワールススタイル
分子間力はまとめてファンデルワールス力と呼ばれます。 したがって、ロンドン力、双極子-双極子力、および誘導双極子-双極子力はすべてファンデルワールス力に分類されると言えます。 ただし、物質の分子間力を明確にするために、以下の区別をするのが通例です。
- ロンドン力または分散力という用語は、分子間力のみが存在する場合、つまり無極性の物質の場合に使用されます。 たとえば、希ガス、水素、窒素の場合です。
- ファンデルワールス力という用語は、塩化水素やアセトンなど、分散力に加えて双極子を持つ物質に使用されます。
分子幾何学
分子構造は、分子内の原子の空間配置に関係しています。 二原子分子は直線形状をしています。 三原子分子は、線形または形状が曲がっています。 四原子分子は、平面またはピラミッド型の形状をしています。 分子を構成する原子が多いほど、分子の形状も大きくなります。
分子構造は実験的に決定することができます。 ただし、単純な分子は、分子内の電子の構造の理解に基づいて、その形状を予測できます。
電子ドメイン理論
電子ドメイン理論は、中心原子の外殻における電子の反発に基づいて分子構造を強化する方法です。 電子ドメインとは、電子の位置または電子が配置されている領域(この場合は中心原子)を意味します。 電子ドメインの数は次のように決定されます。
- 1つの結合電子対(PEI)は、単一結合、二重結合、三重結合のいずれであっても、1つのドメインを構成します。
- 1つの孤立電子対(PEB)は1つのドメインです。
番号。 | 化合物 | ルイス式 | セントラルアトム | 電子ドメインの数 | |
PEI | PEB | ||||
1. | H2O | H O H | 2 | 2 | 4 |
2. | CO2 | O C O | 2 | 0 | 2 |
3 | そう2 | O S O | 2 | 1 | 3 |
表1.4
電子ドメイン理論の基本原理
- 中心原子の外殻の電子ドメイン間は互いに反発し合うため、電子ドメインは次のようになります。 それらの間の反発が最小になるように彼ら自身を組織化する(フォーメーションを取る)。
- 孤立電子対は、結合電子対よりもわずかに強い反発力を持っています。 これは、孤立電子対が1つの原子にのみ結合しているため、動きがより柔軟になるために発生します。
有機化合物の定義
有機化学についてより詳細かつ明確に議論する前に、有機化合物の化学を知ることは非常に重要です。 有機化合物とは、炭素や水素、酸素、窒素、硫黄、リンなどの元素を少量含む化合物です。
日常生活で広く見られる有機化合物の例を次に示します。
CH4=メタン(天然ガス/バイオガス)、C2H2=エチン(カーバイドガス)、C2H5OH =エタノール(アルコール)、C6H12O6=ブドウ糖、CH3COOH =酢酸(酢)、C8H18=オクタン(ガソリン)、C2H6= エタン、C3H8=プロパン、C3H6O =プロパン(アセトン)。
既存の理解から、有機化学は以下をカバーするだけでなく、広い範囲を持っています。 自然界の化合物だけでなく、合成化合物、すなわち 実験室。 炭素化合物は、日常生活のすべての生物に重要な役割を果たしています。 現在、±100,000の有機化合物と比較して、200万を超える炭素化合物または有機化合物が知られています。 有機化合物の特徴的な特性は、他の一般的な原子と結合する能力です。
炭素化合物の炭素原子は、長鎖、環、およびその他のより複雑な配置を形成する可能性があります。 炭素化合物は、ポリスチレンなどの大きな分子から形成できます。 冒頭の説明、特に有機化合物と無機化合物について説明した背景から始めて、ここでの違いを示すことができます。
有機化合物 | 無機化合物 |
1. 暑さに耐えられない。 2. すべてが共有を言います 3. ほとんどが水中にありません 4. 遅い反応 5. チェーンが長い 6. 異性体を持っている 7. 燃やすと木炭ができます |
1. 熱くない(高温で分解する)
2. イオンを与えることができます(共有結合) 3. 主に水に溶ける 4. 反応は比較的速い 5. 長鎖ランタイはありません 6. 異性体はありません 7. 燃やすと炭が出ない |
合成有機化合物は通常、小さくて単純な断片を組み合わせて大きな複雑な分子にすることで構成されます。 化学結合は化学反応によって切断されます。
結合と異性体
原子には、正に帯電した電子に囲まれた小さくて密度の高い原子核(原子核)が含まれており、陽子(+)と中性子(-)で構成されています。 元素の原子番号:原子核内の陽子の数/中性子の数原子量陽子と中性子の数。
軌道は、原子核に囲まれた特定の領域を中心とする電子です。 基本的に、結合して化学結合を形成する元素の酸結合について知る前に、電子殻元素について知る必要があります。
原子殻内の電子の配置
スキン番号 | シェルあたりの軌道数 | シェルが完全に充電されている場合の電子の数 | ||
S | P | D | ||
1. 2 3 |
1. 1 1 |
0. 3 3 |
0. 0 5 |
2. 8 18 |
最初の18個の元素の電子配置は次のとおりです。
元素:水素、エルリウム、リチウム、ベリリウム、ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、ネオン、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、シリコン、リン、硫黄、塩素、アルゴン。
最初の18元素の価電子:
イオン結合と共有結合
イオン結合は、1つまたは複数の価電子を1つの原子から別の原子に移動することによって形成されます。 電子をあきらめる原子は正に帯電し、つまり陽イオンになり、電子を受け取る原子は負に帯電します。 例:ナトリウム原子と塩素原子の反応により、塩化ナトリウム(食卓塩)が形成されます。 反応で:
Na + .C:→Na+ +:Cl:–
原子カチオン陰イオン
塩化ナトリウム塩素ナトリウム
電子を失う傾向があるナトリウムのような原子は電気陽性と呼ばれ、電子を得る傾向がある塩素のような原子は電気陰性と呼ばれます。
彼の反応:
H + H→H:+塩素
分子原子
水素水素
炭素結合と共有結合
炭素原子は、そのすべての電子をあきらめる強い傾向や、4つの電子を獲得する強い傾向はありません。 炭素は強い電気陽性および強い電気陰性ではありませんが、電子の共有を通じて他の原子と共有結合を形成します。
例えば:
メタンは、4つの水素原子と結合した炭素です(それぞれが1つと4つの価電子を争っています)
炭素-炭素単結合
炭素原子の特徴は、他の元素だけでなく他の炭素原子とも電子を共有する能力が限られていることです。 たとえば、エタンとヘキサクロロエタン:各炭素は3つの水素原子または3つの塩素原子に結合しています。
それらは1つではなく2つの炭素原子を持っていますが、これらの化合物は(それぞれ)メタンおよびカーボンニュートラル塩化物と同様の化学的性質を持っています。 炭素-炭素結合(分子:炭素から炭素)エタンでは、水素結合の場合と同様に、 水素分子は、電子が2つの炭素原子間で共有される純粋な共有結合です。 同一。
水素分子と同様に、熱は炭素結合を2つのCH3部分(金属ラジカルと呼ばれる)に分解するために使用されます。 ラジカルとは、自由電子の数が奇数の部分です。
結合できる炭素原子の数はほぼ無制限であり、一部の分子には一連の100個以上の炭素-炭素結合が含まれている場合があります。 類似の原子の結合の結果として元素が鎖を形成する能力は、陽イオンと呼ばれます。 炭素原子は、直線状に結合しているだけでなく、非常に均一に見えるように分岐やコイルを形成しています。
ヴァランス
原子価は強度または容量を意味し、1つの要素の合計強度と密接に関連しています。 元素の原子価は、関係する元素が作ることができる結合の数です。
アイソメトリ
分子式は存在する原子の数と種類のみを示す物質であり、構造式は原子がどのように配置されているかを示します。 例:H2Oは水の分子式です。 各水分子は、2つの水素原子と1つの酸素原子で構成されています。
構造式はH– O – H
異性体という用語は、等しいことを意味するラテン語の「isos」と部分を意味する「metos」に由来します。 したがって、構造異性体は、分子式は同じですが構造式が異なる化合物です。
例:式C2H6Oの場合
構造式:
最初の式では、2つの炭素が単一の共有結合で結合され、2番目の式では炭素が酸素に結合されます。 どの組成物が液体でどれが気体であるかを見つけるために、それは簡単な化学試験を行うことによってです。
液体C2H6O(エチルアルコールまたはエタノール)はナトリウム金属と反応して水素ガスと新しい化合物Cを生成します2H5ああなぁ。 C.ガス2H6O(ジメチルエーテル)はナトリウム金属と反応しません。 どちらも構造式は同じですが構造が異なる構造異性体です。
構造式を書く
構造式を書く際に、有機化学を研究するために、それはいくつかの方法で行うことができます、例えば分子式Cのために5H12
- ストレートチェーン(C-C-C-C-C)
チェーンは、チェーンの中央にある次の炭素の「最後」にある炭素ごとに1つの原子価を使用します。 したがって、水素結合のために3つの原子価を持つすべての炭素が残っています。
- 分枝鎖
4つの炭素の長さを引いて接続するとします。 次のような中央の炭素の1つにある5番目の炭素:C-C-C-C
C
各炭素に他の結合を追加して4の原子価を満たすと、3つの水素を持つ3つの炭素と、1つまたは2つの水素を持ついくつかの炭素があることがわかります。
構造式の略語
構造式の記述を容易にするために、式の意味を減らさずに簡略化して行うことができます。 たとえば、エチルアルコールの構造式。
日常生活における有機化学の役割
日常生活におけるその役割における有機化学は、他の科学分野を通じて非常に重要です。 生物のほとんど同じ反応は有機物質を含み、生物の主成分は次のとおりです。 タンパク質、炭水化物、脂質、(脂肪)核酸(DNA、RNA)細胞膜、酵素、ホルモンは化合物です 有機。
私たちが毎日目にする有機化合物は、ガソリン、衣類、木製家具です。 本、薬、プラスチックパッケージ、肖像画用フィルム、香水、カーペットなどの紙。 ポリエチレン、エポキシ、「発泡スチロール」などのニュースをよく耳にします。 ニコシ、不飽和脂肪、コレステロール、オクタン価。
したがって、日常生活で役割を果たす有機化合物の例は、これらの化合物がニーズを満たす上で意味を持っています 有機化合物科学の分野は単なる科学の分野ではないため、人間と技術文化の産物であることに成功した既存の化合物の形成の具体的な証拠として。 プロの化学者または医師、物理学者、獣医、薬剤師、看護師、または植物の専門家のための科学。そのうちの1つは日常生活におけるアルコールです。 すなわち:
メタノール
メタノールは、有機化合物を作るための溶媒としてポリマー(プラスチック)を作るために使用されるメタノールに変換することができます。
エタノール
エタノールは最も重要なアルコールである普通のアルコールであり、室温ではエタノールは透明な液体であり、揮発性であり、特有の臭いがあります。
さらに、多くの有機化合物、すなわち:
- 次のような2つからなるポリアルコール:
- エチレングリコールは、自動車のラジエーターの不凍液として、溶剤や柔軟剤としてのダクロンなどの合成工業材料として、無色で粘性のある甘い味の液体です。
- グリセロール:ローションや化粧品成分の保湿剤や柔軟剤として、また医薬品の溶剤として。
- エーテル:手術における溶媒およびビス(麻酔薬)としての使用、特にエチルエーテル
- アルデヒド:ホルムアルデヒドは、次の用途で最も広く生産されているアルデヒドです。
- 保存に使用されるホルマリンを作るために(食品ではなく)
- さまざまな種類の熱硬化性プラスチックを作るため(加熱すると溶けにくい)
ケトン
プロパノンは、ワックス、プラスチック、シルラックの溶剤として広く使用されており、ネイルポリッシュリムーバー用のレーヨンも製造できます。
エスター
- フルーツエステル-おいしい香りのエステルは、香料やエッセンスとして使用されます
- バティック用長鎖アルコールを含む長鎖カルボン酸ワックス
- バターと石鹸を作るための油脂
[補足]次のような試験問題がある場合:
化学結合形成の目的は何ですか?
- その答えは、電気的結合と共有結合、および複合体と非複合体の形成反応を持つ化合物を区別することです。
なぜ原子は化学結合を形成するのですか? 答えは
- ある原子から別の原子への1つまたは複数の電子が存在するため、 正イオンと負イオンは、反対の電荷を持っているため互いに引き付け合い、結合を形成します イオン。
- 結合した原子間で電子対が共有されるため。 形成される結合のタイプは、共有結合と呼ばれます。
- 電子の移動または電子対の共有は、それぞれが 与えられた原子は安定した電子配置、つまり8つの電子を持つ配置を持っています 原子価。
共有結合とはどういう意味ですか?
- 答えは 共有結合 です 2つの原子による電子対の共有によって発生する結合(JamesE。 ブレイディ、1990)。 共有結合は、両方が電子を獲得したい2つの原子(非金属原子)の間に形成されます。
ヴァンダーウォールズボンドとは何ですか?
- その答えは、分子間力はまとめてファンデルワールス力とも呼ばれるということです。 したがって、ロンドン力、双極子-双極子力、および誘導双極子-双極子力はすべてファンデルワールス力に分類されると言えます。
結論
日常生活における化学結合と有機化合物の議論への執筆の背景の復帰に関して、 に含まれる化合物に由来するさまざまな有機化学および研究の合成について著者が示した 実験室。
存在する多くの化合物や炭素基に由来し、日常生活で重要な役割を果たしています 特に輸送、健康、そして生活必需品に関連する他の分野で 人間。
提案
この論文を書くにあたっては、まだ多くの改良が必要ですが、化学結合や有機化合物についての知識を深めるのにも非常に役立ちます。 したがって、作者は次のように提案することができます。
- この論文で欠点を見つけた読者のために、改善のために多くの情報源を集めて改善する必要があります
- セラピーライティングの読者だけでなく、必要に応じて、重要な知識としてそれらを学び、探求できることが望まれます。
参考文献
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Rufaida、Anis Dyah。、Wulandari、Erna Tri、およびWaldjinah。 2013. 2013/2014年度の全米化学週間の秒数。 クラテン:インタンパリワラ。
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シャリフディン。 2008. 高校のインティサリキミア。 タンゲラン:サイエンティフィックプレス。
ハーク・スミナール、1983年。 有機化学、第6版。 出版社:Erlangga、ジャカルタ
コロ、セフリヌス、。 2009. 有機化学教材。 ティモール大学。 あなたの名声。
Lianawati Lucia、1999年。 化学物質統合ガイダンス。 出版社:CV Yrama Widya、バンドン
したがって、このペーパーで編集および説明した化学結合の資料のレビュー。 私たちがまとめたこの論文が、仲間の学生がより多くのことを理解できるように役立つことを願っています。 化学結合など、仲間の学生が結合の問題についての質問に答えられるようにする 化学。
ご来店ありがとうございました。 🙂 🙂 🙂
また読む:
- 6極性化合物と非極性化合物の違い
- メタノールとガソリンの違いの完全な説明
- 化学および例における溶液および溶解度の定義