陽イオンと陰イオンについて。

質問

わからないことがあります。

Naは電離するとNeと同じ電子配置Na+になり安定します。
Clは電離するとArと同じ電子配置Cl-になり安定します。
この安定している同士がなぜわざわざ電子を共有して結合するのでしょうか？
疑問です。

回答No.4

htms42 · ベストアンサー

ＮａをＮａ^+にするためにはエネルギーが必要です。正負の電荷の間に働く引力に逆らって電子を引き離さなければいけないのですからエネルギーが必要になるのは当然のことです。イオン化エネルギーといいます。教科書には図が載っていると思います。

Ｎａ^+の方がＮａよりも安定であるということではありません。ＮａしかなければＮａでいる方が安定なのです。Ｎａの単体は金属です。市販されています。水や空気と接触すると反応してしまいますから普通灯油の中に入れて保存しています。
ＮａがＮａ^+になる時に必要なエネルギーとＮａ^+がさらに電子を失ってＮａ^2+になる時のエネルギーには大きな違いがあります。不活性元素の電子配置に相当するところからさらにイオン化しようとすると急に必要なエネルギーが大きくなるのです。不活性元素の電子配置を境い目にして必要なエネルギーの符号が変わるのではなくて大きさに違いが生じるのです。他の物質、イオンや分子、が近くに来ることで得するエネルギーぐらいではカバーできなくなるのです。

ＮａがＮａ^+になるのは他の物質が存在していて初めて実現することです。
イオンになるためのエネルギーをどこかから貰わなければいけません。放りだした電子を引き取ってもらわなければいけません。酸化・還元反応がそのやり取りの起こっている反応です。普通電子のやり取りで表現されていますが電子の移動に伴ってエネルギーのやり取りも起こるのです。

ＮａＣｌで言えば　２Ｎａ＋Ｃｌ２→２ＮａＣｌ　という反応です。
Ｎａ^+がＮａに比べて安定なのではなくてＮａ^+とＣｌ^-という２種類のイオンの組み合わせでいる方が安定だということです。ＣｌがＣｌ^-になる時にはエネルギーは必要ありません。エネルギーの低い状態になります。その安定化エネルギーの大きさは「電子親和力」という言葉で表にまとめられています。この大きさも不活性元素の電子配置になるところで大きく変化します。さらにＮａ^+とＣｌ^-の間に働く静電引力もこの安定化には大きく寄与しています。
Ｎａ^+とＣｌ^-とが静電引力で引きあってくっついてイオンの集合体を作っているのがイオン結晶です。融点が８００℃ですから結びつきがかなり強いことが分かります。静電引力による安定化が結晶の硬さとか融点の高さに反映していると考えてもらっていいでしょう。酸化カルシウムになるとＮａＣｌと結晶構造は同じですが電荷が２＋と２－と大きくなるので引力は強くなります。融点は２５７２℃とぐんと高くなります。
結晶構造はどの教科書にも載っています。１つのナトリウムイオンＮａ^+を６つの塩化物イオンＣｌ^-が取り囲みます。１つの塩化物イオンＣｌ^-は周りを６つのナトリウムイオンＮａ^+に取り囲まれています。この６つのイオンの間には違いはありません。どれかのペアーで距離が短くなっているというようなことでもあれば分子ができていると考えることもできるかもしれませんがそういうことはありません。

お礼

Na+で安定しているわけではなく、水の作用等でそうなりやすいということですね。

Naの方がNa+よりも安定するので、Na+はCl-と結びつき電子を共有し安定する。

そして、NaがNa+になるには他の物質の存在があり初めて実現するということですね。

ご回答ありがとうございます。

回答No.3

princelilac

+ と - がお互いに引き付け合うのは自然なことです。「安定」というのは、電子配列が安定することを言うのであって、原子核と電子の間の電気的な関係は不安定なのです。

回答No.2

ORUKA1951

＞Naは電離するとNeと同じ電子配置Na+になり安定します。
＞Clは電離するとArと同じ電子配置Cl-になり安定します。

　この場合は、電離とは通常言わないことが多いでしょう。
Naは、電子を失ってNeと同じ電子配置をとろうとします。
Clは、電子をもらってArと同じ電子配置をとろうとします。
　実際に、それが安定するためには、電気的な偏りを打ち消す存在が必要です。
Naは、周囲に自由に動ける電子を引き連れた金属結合となったり、陰イオンとい一緒に存在、あるいは水のように極性のある物質と同居して初めて存在しえます。
　Clについては、互いに電子を持ち合うか、陽イオンと一緒にいるか、極性溶媒分子と同居して初めて安定に存在できます。

　NaClも気体では、共有結合の二原子分子ですが、固体のときは電子を失った陽イオン、陰イオンとして共存して安定、液体のときはそれぞれがイオンとして存在し電荷を運ぶので電流が流れる。水溶液のときは周囲に水分子を従えて存在している。

＞この安定している同士がなぜわざわざ電子を共有して結合するのでしょうか？
　ですから「・・になり安定します。」ではなく「・・になろうとする」です。そのためには、周囲の存在が重要なのです。
　気体の塩化ナトリウムについて言うと、「電子を共有して安定している」が先です。「イオンになって共有するのではありません」、ただし、そのときも共有結合電子対は、一方的に塩素側に偏っています。・・それが集合して液体になると、はっきりとイオンとして安定しているのが観察できます。しかし固体になるとまたよくわからなくなる。・・

回答No.1

sphenis

Na＋とCl－が電子を共有しているというと、少し語弊があるかと思います。
NaがClに電子(マイナスの電気を帯びています)を一つあげたので、それぞれNa＋とCl－になったのです。

共有結合の分子で、例えばCO2はCが１個とOが2個で１つの分子になっています。
しかし、NaClのようなイオン結合の物質は違います。(『分子』ではありません。)
Na＋×沢山
Cl－×沢山
という感じです。
Na：Clの比が１：１なので、Na2ClやNa3Cl2ではなくNaClと表記しているのです。

結合というよりも、プラスとマイナスで引き寄せあって集まっている、とイメージすると良いのかなと思います。