化学結合かがくけつごうの基本きほん

date2026-07-14document_iddoc_b0567ec4d7bd10d275e9c53d922c183fdescription化学結合を、原子が電子配置を安定化するための電子の受け渡し・共有・集団化として整理する。prerequisites原子の構造と電子配置 / 物質量とモルtype講義statusactive

chemistrytheoreticalhighschoollecture

1導入どうにゅう

この講義こうぎでは、化学結合かがくけつごうchemical bondを原子げんしが電子配置でんしはいちを安定化あんていかするために、電子でんしを受うけ渡わたし、共有きょうゆうし、または集団しゅうだんで動うごかす仕組しくみとして解説かいせつする。

物質ぶっしつの性質せいしつは、原子げんしの種類しゅるいだけでは決きまらない。同おなじ元素げんそを含ふくんでも、結合けつごうの様式ようしきが異ことなれば、融点ゆうてん、電気伝導性でんきでんどうせい、水みずへの溶解性ようかいせいが変かわる。

2用語ようごと定義ていぎ

イオン結合けつごうionic bondとは、電子でんしの受うけ渡わたしによって生しょうじた陽ようイオンと陰いんイオンの静電気的せいでんきてきな引力いんりょくによる化学結合かがくけつごうchemical bondである。

共有結合きょうゆうけつごうcovalent bondとは、複数ふくすうの原子げんしが電子対でんしついを共有きょうゆうして作つくる化学結合かがくけつごうchemical bondである。

金属結合きんぞくけつごうmetallic bondとは、金属原子きんぞくげんしの間あいだを自由電子じゆうでんしが動うごき、金属陽きんぞくようイオンの集団しゅうだんを結むすびつける化学結合かがくけつごうchemical bondである。

価電子かでんしvalence electronとは、結合けつごうや反応性はんのうせいに主おもに関与かんよする最外殻さいがいかくの電子でんしである。

3方針ほうしん

化学結合かがくけつごうを見分みわけるときは、先さきに電子でんしが何なにをしているかを確認かくにんする。

電子でんしが一方いっぽうから他方たほうへ移動いどうするならイオン結合けつごうである。
電子対でんしついを二ふたつの原子げんしが共有きょうゆうするなら共有結合きょうゆうけつごうである。
電子でんしが金属全体きんぞくぜんたいに広ひろがるなら金属結合きんぞくけつごうである。

4直感的ちょっかんてきな説明せつめい

希きガスは最外殻さいがいかくの電子配置でんしはいちが安定あんていしている。多おおくの原子げんしは、この安定あんていな配置はいちへ近ちかづくために電子でんしを失うしなう、受うけ取とる、共有きょうゆうする、という方法ほうほうを採とる。

ただし、これは便利べんりな近似的きんじてき見方みかたであり、すべての結合けつごうを完全かんぜんに説明せつめいする原理げんりではない。詳細しょうさいには量子化学りょうしかがくquantum chemistryで波動関数はどうかんすうと軌道きどうを用もちいる。

data/lecture/chemistry/theoretical/quantum-chemistry/introduction-to-molecular-orbital-method.lecture.n.md data/lecture/chemistry/theoretical/ions-basics.lecture.n.md

5厳密げんみつな説明せつめい

5.1命題めいだい 1：イオン結合けつごうでは電荷でんかの引力いんりょくが結合けつごうを支ささえる

仮定かていとして、陽ようイオンと陰いんイオンが存在そんざいする。結論けつろんは、両者りょうしゃの間あいだに静電気的せいでんきてきな引力いんりょくが作用さようすることである。

証明しょうめいする。陽ようイオンは正せいの電荷でんかをもち、陰いんイオンは負ふの電荷でんかをもつ。異符号いふごうの電荷でんかどうしにはクーロン力りょくによる引力いんりょくが作用さようする。したがって、陽ようイオンと陰いんイオンは互たがいに引ひき合あい、イオン結合けつごうが形成けいせいされる。□

5.2命題めいだい 2：共有結合きょうゆうけつごうでは電子対でんしついの共有きょうゆうが両方りょうほうの原子げんしを安定化あんていかする

仮定かていとして、二ふたつの原子げんしが一ひとつの電子対でんしついを共有きょうゆうするとする。結論けつろんは、その電子対でんしついが両方りょうほうの原子げんしの周囲しゅういに存在そんざいする電子でんしとして数かぞえられることである。

証明しょうめいする。共有きょうゆうとは、電子対でんしついが片方かたほうの原子げんしだけに属ぞくするのではなく、二ふたつの原子核げんしかくの間あいだに分布ぶんぷすることを意味いみする。したがって、その電子対でんしついは両方りょうほうの原子げんしの外側そとがわの電子配置でんしはいちに寄与きよする。各原子かくげんしが安定あんていな電子配置でんしはいちへ近ちかづくなら、共有結合きょうゆうけつごうは全体ぜんたいを安定化あんていかする。□

6具体例ぐたいれい

ナトリウムと塩素えんそでは、ナトリウムが電子でんしを 1 個こ失うしない、塩素えんそがその電子でんしを受うけ取とる。

N a \to N a^{+} + e^{-}

C l + e^{-} \to C l^{-}

生成せいせいした $N a^{+}$ と $C l^{-}$ は異符号いふごうの電荷でんかをもつため、静電気的せいでんきてきに引ひき合あう。これが $N a C l$ のイオン結合けつごうである。

7見分みわけ方かた

組くみ合あわせ	主おもな結合けつごう	確認かくにんする性質せいしつ
金属きんぞくと非金属ひきんぞく	イオン結合けつごう	融点ゆうてんが高たかく、水溶液すいようえきや融解状態ゆうかいじょうたいで電気でんきを通とおす
非金属ひきんぞくどうし	共有結合きょうゆうけつごう	分子ぶんしを作つくるか、共有結合結晶きょうゆうけつごうけっしょうを作つくる
金属きんぞくどうし	金属結合きんぞくけつごう	固体こたいでも電気伝導性でんきでんどうせいをもつ

8どこまで成立せいりつするか

高校化学こうこうかがくでは、結合けつごうをイオン結合けつごう、共有結合きょうゆうけつごう、金属結合きんぞくけつごうに分類ぶんるいする。ただし、実際じっさいの結合けつごうには連続的れんぞくてきな性質せいしつがあり、完全かんぜんな電子移動でんしいどうと完全かんぜんな共有きょうゆうの中間ちゅうかんも存在そんざいする。この境界きょうかいを扱あつかうには電気陰性度でんきいんせいどや分子軌道ぶんしきどうmolecular orbitalの見方みかたが必要ひつようである。

9最終形さいしゅうけい

[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"boxed\")")] 電子の移動 \to イオン結合

[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"boxed\")")] 電子対の共有 \to 共有結合

[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"boxed\")")] 自由電子の集団化 \to 金属結合

10一言ひとことでいうと

化学結合かがくけつごうは、原子げんしが電子でんしをどう扱あつかうかによって物質ぶっしつの性質せいしつを決きめる仕組しくみである。