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HCl分子の結合の種類について
高校レベルの問題集で出会った問題で、 「HCl分子の結合の種類を答えよ」 というものがありました。 H原子の電子がCl原子に奪われる形で 水素イオンと塩化物イオンができ、結果クーロン力で イオン結合する・・・。 と考えましたが、解答には「共有結合である」とありました。 改めて考えてみると、 ・K殻の方がClの最外殻よりも内側(陽子の近く)にあるので、 HはClよりも強く電子を引き付けていて手放さない・・・かな。 とか、 ・H原子の場合は、電子2つだけでK殻が埋まり安定となるから 共有結合も起こりえるペアか・・・。 など考察しました。 ただ他の参考書を見てみると、 「主に共有結合だが、一部イオン結合性をもつといわれている」 といった記述があり、どうやら両方の性質が活きてる・・・ みたいな印象です。 教科書には、結合の強さについて 「共有結合>イオン結合」とありますが、 具体的にどのくらい差があるものなんでしょうか? また、共有結合していながらもイオン結合性を持つ (クーロン力が働く)とかどういうことでしょうか? 共有結合してるということはHもClもオクテットなので、 共にもとの電荷0の状態に比べると負の電荷が1つずつ多いから 斥力がはたらく・・・? いや、HCl分子全体で見ると陽子18つに電子18つなので 電気的に中性・・・? 図を描いてみたのですが、どこにクーロン引力が働くのでしょうか・・・? ついでですが・・・。 下のページにある 「イオン結合 600~1500 KJ/mol 共有結合 60~700 KJ/mol」 という記述もよくわかりません。イオン結合は弱いんですよね・・・? http://web.kyoto-inet.or.jp/people/macchann/hiroshi/ketugou.html ごちゃごちゃさせてしまいましたが、詳しい方、よろしくお願いいたします。
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#2 でも書かれていますが, 「分子」といっている以上は共有結合じゃないとおかしい. ただし, 異なる元素同士の間で共有結合を作ると (共有された電子対が) 一方の原子に「より強く引っ張られる」ことはあります. これは元素ごとに「電子を引っ張る力」が違っているためです. ということで, 異なる元素の間の共有結合には「電子対の偏り = イオン性」が存在するのが普通です. そして, 「電子を引っ張る力」が極端に異なる元素同士だと「一方の原子が電子対を完全に奪ってしまう」ということがおきます. こうなると普通の「分子」ではなくイオンになります. つまり「共有結合において電子対の偏りが極端に大きくなった状態」が「イオンになった状態」ということができます. 要するに「共有結合とイオン結合とは連続したものであって切り離して考えられるものではない」ということです. 実際, 共有結合においても「イオン性」 (つまり共有した電子対の偏り) を考えたりしますし, 逆にイオン結合においても「共有結合性が存在する」と表現したりします. 例えば 11族元素を含む化合物では, かなり共有結合性の高いものが知られていますし, 金属+非金属の結合であっても BeF2 のように「ほぼ共有結合」というものも知られています. HCl は固体状態でも分子性である (ただし水素結合はある) ことが確認されていたはず.
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- htms42
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「分子である」ということは「共有結合である」ということです。 >HClはイオン結晶の例としてはよく見かけるのですが結合の例には なかなか見当たらなかったもので。 こんな例がどこかに載っているのですか。 NaClとHClをごっちゃにしているのではありませんか。 >共有結合して、分極して、クーロン力が出て H-Clが少し分極しているという知識が災いしています。 (+)H-Cl(-) この+、-で引き合ってHとClの間に引力が働くと考えているのでしょう。 この+-が影響を持つのは他の物質に対してです。 このH-Clについてであれば「HとClの電子について安定な配置を決めたらいくらか偏ったところに分布していることが分かった」という内容です。電荷の分布の偏りは結果です。電荷の分布の偏りが結合を生じさせたのではないのです。この分極は実測でも確められています。
>共有結合してるということはHもClもオクテットなので、共にもとの電荷0の状態に比べると負の電荷が1つずつ多いから斥力がはたらく・・・? (爆笑)オクテットになる時その1電子はどこから来たの? 相手の原子からでしょう、だから一方が+1の時は相手は-1じゃなくちゃ電荷が合わない。 なにしろ塩化水素は立派な共有結合分子です。 ただ、両原子の電気陰性度が違うので電荷の中心が片寄り「分極」しています。 これを「イオン結合性」と呼ぶ人もいますが「私に言わせれば」五十年前の概念です。 イオン結合なんていうものは「ありません」。 イオン結晶は存在して「クーロン力」でまとまっています。 イオン性流体も存在します。 >イオン結合 600~1500 KJ/mol と云うのは一つの電荷を無限遠から逆側に一つ荷電した軌道まで持ってくるときのクーロンポテンシャルの式量分の総計です。 別の言葉で云えば「式量」一モル分のイオン結晶をバラバラのカチオンとアニオンから構成するときの発熱量です。 現代の分子軌道法で考えると金属結合も含め統一して解釈できます。 ただし式か図でしか表せませんが
補足
もともと電荷総量0の粒を並べ替えただけで全体が負になんて なってもらっては困るのですが、 H原子からするとClの電子1つが加わったおかげで安定になり、 Cl原子からするとHの電子が1つ殻にくわわったおかげで安定に なったようにみえたので、立場関係としてはドチラも電子を 受け取った・・・みたいなことを言ってみました・・・。(ゴミ考察すみません) 自由状態0から構成するポテンシャルエネルギーの値だったんですね。結合切りに要るエネルギーとは別の話でしたか。 HClはイオン結晶の例としてはよく見かけるのですが結合の例には なかなか見当たらなかったもので。イオン性流体についてはまた 勉強します。 両原子が近づいて、共有結合して、分極して、クーロン力が出て、やっとイオン結合性が見える・・・。程度の準位で、イオン結合性は存在が薄いものなんでしょうかね・・・。 いずれまた深く勉強進めてみます。