なぜ水素原子は共有結合を起こすのか

質問

水素原子２個が共有結合で水素分子になりますが、
なんの力が２個の水素を結合させているのでしょうか？
またなぜこの状態のほうがより安定なのでしょうか？
電気的に考えればそれぞれの電子同士が反発するのでないでしょうか？

回答No.1

kamui_kakiyo · ベストアンサー

＞ なんの力が２個の水素を結合させているのでしょうか？
電子を共有する事による結合で
このこと自体を共有結合と呼ぶので
この問いの答えは「共有結合」となります。

＞またなぜこの状態のほうがより安定なのでしょうか？
＞電気的に考えればそれぞれの電子同士が反発するのでないでしょうか？
原子軌道そのものの感覚をつかみましょう。
もちろん、電子間には電気的な斥力は発生しますが
原子核との電気的な引力がありますし
共有電子対を形成するほうがエネルギー的に安定だということです。

水素原子で電子と原子核を比べると
核とのバランスは+1と-1で電気的に中性を保っていますが
軌道内で単独で存在していますからスピン的に不安定です
（電子は、原子の周りでは2つ一組で行動する状態が非常に安定です）

つまり、
もう一つ電子がこの軌道内に有ると非常に安定な構造を取る事が出来ますから
水素原子が電子をひとつどこかから受け取ってH-になることがひとつの解決策になります。
しかし、こうなると核とのバランスがずれますね。
一方、水素原子が2つ存在していると2つの原子が2つの電子をシェアすることが可能です
こうすると電子の軌道内のバランスも保てますし、核とのバランスもとれます
非常に安定な気がしませんか？
これが、共有結合と呼ばれるものです。

参考URL：

http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter1/lecture9/lect1091.html

補足

お答えありがとうございます。
参考ＵＲＬによってＬ殻、Ｍ殻内部でも電子が対に
なっていることをはじめて知りました。

＞軌道内で単独で存在していますからスピン的に不安定です
＞（電子は、原子の周りでは2つ一組で行動する状態が非常に安定です）
とお答えにありますがスピン的に安定とか２対のほうがより安定であるというのがよくわかりません。

回答No.3

kamui_kakiyo

＃１です

＃２の方が書いて頂けた通り、
電子のスピンは電磁気学になり
大学受験レベルは突破してしまうので
興味がある、納得いかないのであれば
ご自分で勉強なさることをお勧めします。

質問された時点でのgoo23111さんの立場、状況が把握できませんが
必要のない知識だと思いますがだめですかね(笑)

電子はくるくる回っています（右回りと左回り）。
その際に、磁力が発生します（上向きと下向き）。
オービタルで、軌道上に電子を書く際に「-↓↑-」とするんですが、
この矢印の向きが電子のスピンを表します。
磁力も2種類ありますから2つセットの方が安定です
すごく簡単に説明するとこんな感じです。

参考URLを探したんですが、わかりやすいのが見つけられませんでした。
ごめんね

回答No.2

Julius

電子の共有を引き起こすものは磁力です。
電子は「スピン」と呼ばれる自転をしていると考えられます。
電荷を持った物体が自転しているので、自転軸方向に磁極が生まれます。
(この辺は電磁気学で学びます。)
そこで二つの電子がペアとなってお互いの磁場を打ち消す相互作用が働きます。
それをスピン-スピン相互作用と呼びます。