鉱物学のクラスでは、金属結合とイオン結合は共有結合よりも弱いと教えられました。そのため、石英とダイヤモンドの硬度値は非常に高くなっています。しかし、有機化学の授業では、共有結合は金属結合やイオン結合よりも弱いため、有機物質は金属やイオン性化合物よりもはるかに低い融点を持っていることを学びました。
何が問題なのですか？イオン結合と金属結合は共有結合よりも弱いですか？
コメント
- あなたは基本的に’分子間力と分子内力の比較。
- この”強度”の問題は明確に定義されていません。結合解離エネルギーを比較すると、イオン結合はかなり強力になる可能性があります。to0： opentextbc.ca/chemistry/chapter/ …
- 共有分子からなる化合物はコベナント結合に基づいて結晶を形成しないため、ここではさらに混乱が生じます。結晶は弱い分散力（ファンデルワールス力）から形成されます。 ）離散分子間。これは、すべての原子が他の原子と共有結合しているダイヤモンドのようなネットワーク固体のイオン結合や共有結合よりも明らかに弱いです。
回答
クォーツとダイヤモンドは、分子がネットワーク共有結合構造を形成するため、より強力な物質です。これらの構造は、イオン性化合物とほぼ同じように格子状の構造を形成します。
この分子ネットワークは、ダイヤモンドや石英が結晶構造を形成する理由でもあります。 NaCl。調べたい他の構造には、グラファイトとグラフェンがあります。これらは両方とも炭素のアロトロープです（アロトロープは、簡単に言えば、要素の異なる分子配列です）。
ネットワーク構造を組み合わせて作成します。通常の共有結合物質よりも強い物質。
つまり、標準的な共有結合を持つ物質は、イオン結合が格子構造を形成する傾向があるため、イオン結合を持つ物質よりも弱いように見えます。これは、イオン塩の沸点が水のような共有物質の沸点よりもはるかに高いという事実からわかります。ただし、共有結合がネットワーク共有構造を形成すると、原子が結合して単一の高分子を形成します。単一の共有結合よりもはるかに強力です。
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- あなたの説明は’あなたが言っていることを説明していないようです。イオン性化合物が固体状態で格子構造を形成するという事実を使用して説明しますが、イオン性塩の沸点が高いと書きます。液体状態では、イオン結合はすでに切断されています。したがって、イオン性塩の沸点について言及する場合、イオン結合の強度とは関係ありません。
- @TanYongBoon、沸点は、必要な真のエネルギーに最も匹敵すると感じたため、沸点を使用しました。個々のイオン結合を切断します（少なくとも沸点に対して）。格子エネルギーは、固体を構成ガス状イオンに変換するためにイオン物質1モルあたりに必要なエネルギーとして定義されます。ただし、この数値は、昇華エネルギーと個々の結合エンタルピーの両方を説明しています。沸点を使用すると、少なくとも融解エンタルピーの比較を回避し、結合エンタルピーをより直接的に比較できます。
- @TanYongBoonもちろん、イオン性化合物の格子特性により、比較が複雑になります。
回答
鉱物学のクラスで学んだことは正しかった。結合強度は、共有結合>イオン結合>金属結合の順に減少します。その理由は次のとおりです。メタンや酸素などの共有結合では、価電子は結合に関与する原子間で共有され、それら（電子）はほとんどの時間を結合に関与する原子核間の領域で過ごします。これは強い絆になります。塩化ナトリウムなどのイオン性材料では、原子が満たされたシェル構造を実現するために、電子が一方の（電気陽性）原子からもう一方の（電気陰性）原子に提供されます。イオン原子は、静電引力と形成される結晶格子によって互いに引き付けられます。静電引力によって形成される結合は、電子の共有結合から形成される結合ほど強くはありません。最後に、金属では、最も外側の電子が金属に存在するバンド構造に供与または「プール」されます。電子は自由に長距離を移動し（したがって金属の導電率）、正に帯電したすべての金属原子核を一緒に保持するための接着剤として機能します。したがって、金属の場合、重要な金属-金属結合はなく、したがってこれらの結合は最も弱いものです。
コメント
- 別の質問で説明されているように、私は敬意を表して同意しません。イオン結合は共有結合ほど強力ではありません。
- 上記の質問では、最大の共有結合強度は$ \ ce {N2} $で945kJ / molであることに注意してください。 $ \ ce {LiF} $のイオン結合強度は、より強力なイオン結合の1つを表すはずですが（ここを参照）、わずか577 kJ / molです。したがって、少なくともより強い共有結合とイオン結合を比較すると、共有結合はより強力です。より平均的な共有結合とイオン結合のBDEデータも提供できれば、その領域でどちらが強いかがわかります。
- 他の共有結合についてもコメントを含めました。しかし、これはばか’の用事だと思います。 Paulingの優れた洞察は、異なる原子との任意の結合には、少なくともいくつかのイオン/静電成分があるということでした。実際、私の回答で参照した記事は、多くの結合が強く共有結合し、 強くイオン性であることを示唆しています。
回答
共有結合にはネットワークまたは分子の2種類の結合があるため、または私も聞いたように、極性共有結合と非極性共有結合と呼ばれるため、状況によって異なります。しかし、ネットワーク共有結合は原子間の広大なネットワークで構成されており、それぞれが接続されており、ほとんどが1つの要素で構成されています。
ダイヤモンドを例にとると、それは炭素だけで構成されていますが、原子は互いに接続されており、イオン結合である塩などのように分子間で結合していないため、壊れにくいです。ただし、分子共有結合の場合は、全体が異なります。結合が非常に弱く、砂糖やグルコースのように壊れやすいため、スクロースは関係ありません。共有分子結合であるためです。ダイヤモンドは技術的には1つの大きな分子ですが、分子があります。
しかし、砂糖は複数の分子を持っているため、分子間の結合は要素間の結合よりも弱いため、非常に弱いです。
回答
これは意味のない質問であることが判明しました。化学結合は、非常に強いものから非常に弱いものまで、全範囲を網羅しています。 「イオン」と「共有」は結合の連続体の単なる仮想的な極値であり、次のようになる可能性があるという事実から始めて、イオン性または共有結合のいずれかである結合がより強いと言おうとすることは大きな間違いです。 「理想的な」結合と見なされます。実際の結合は連続体に沿って存在し、特徴があります。両方の理想的な結合タイプのs。したがって、元の質問は化学の研究には当てはまりません。
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- 基本的なコース（そしてその教師は）彼らの強さの観点から単に絆を注文するふりをします。これに加えて、イオン結合が水中でその強度を失うという事実（すべてではないにしてもほとんどの化学者にとって有効な馬の場合）、そしてここでも多くの人が共有結合自体がイオン結合よりも強いと主張しているという事実に遭遇します。
回答
の強さを混同しないでください結晶性固体を結合する力の強さと結合
化学から学んだ教訓が鉱物学から学んだ教訓と異なるのには理由があります：彼らは同じことについて話しているわけではありません。
問題は、鉱物学では彼らが話している結合が結晶を一緒に保持する結合であるということですが、化学ではよく話されるのは分子は、分子から作られた結晶ではなく、一緒になります。
この区別は重要です。化学における結晶の大部分は、一緒に保持された個別の分子で構成されています。 y弱い分子間力（ファンデルワールス結合と呼ばれることもあります）。これらは共有結合に比べてかなり弱く、結晶が弱く、融点が低くなります。したがって、化学者は、分子内の結合が共有結合である化合物を調べて、通常、金属やイオン性化合物よりもはるかに弱い結晶を形成するという一般化を行う可能性があります。しかし、それは結晶を作る結合が共有結合ではないためです。
鉱物学者は主に、個別の分子ではなく、イオン格子または共有結合でできている化合物を調べます。ネットワーク（または両方）。ダイヤモンドの分子はありません。シリカはO-Si-O結合の無限の配列によって結合されているため、結晶はC-C共有結合の（ほぼ）無限の配列によって結合されたネットワーク固体です。他の鉱物は、たとえば、間にさまざまなイオンを含むO-Si-O構造のシートを含む、多くのケイ酸塩を含む2つの鉱物の混合物です。したがって、鉱物学者にとって、共有結合は他の種類の結合と比較して強く見えます。イオン結合は強力ですが、純粋な共有ネットワーク固体ほど強力ではありません。
また、強度の定義が狭すぎるため、問題はさらに複雑になります。金属はダイヤモンドのような構造よりも強いですか、それとも弱いですか？それはあなたが強さによって何を意味するかによります。ダイヤモンドはどの金属よりも硬いですが、よりもろいです。鋭利な物体で打たれたときの弾力性が重要な場合は、いつでもダイヤモンドよりも延性のある金属物体を選択してください。これは、一部の金属の結晶構造が、結合を粉砕するのではなく、結晶欠陥を再編成することによってエネルギーを吸収できるために発生します（シリカまたはダイヤモンドのほとんど唯一のオプション）。したがって、ある意味では、金属は共有結合固体よりも強力です。
全体的な教訓は、定義に注意することです。結合タイプに基づく結晶強度の適切な一般化はありません。結晶の構成要素（分子）内の結合について話しているのか、それらの構成要素をまとめている結合について話しているのか注意してください（多くの「共有」化合物は、分子がはるかに弱い力でまとめられている結晶で構成されています）。多くの鉱物にはイオン結合と共有結合の両方があることを忘れないでください。また、「強度」の意味を具体的に説明してください（たとえば、ハーネスは衝撃に対する弾力性は同じではありません）。
回答
イオン結合と金属結合は共有結合よりも弱いです。これは正しいので、共有結晶はイオン結合と金属結晶/多結晶よりもはるかに硬いのです。
最初の融点は化学結合の強度に比例しないため、2番目のステートメントは間違っています。分子の柔軟性などの要因が多くあります。代わりに沸点がより比例します。
さらに重要なのは、有機化合物とイオン性化合物と金属化合物の間で比較される粒子間力は、iv id = “0bd1a44eea”の間ではではありませんです。 >
共有結合対イオン結合vs金属結合。 分子間力 （双極子-双極子、水素結合、ファンデルワールス）対イオン結合対金属結合。そして、最初のものは確かに2番目と3番目よりもはるかに弱いです。そのため、有機化合物の沸点ははるかに低くなります。
回答
どのようなコンセンサスが得られたかわかりません。世界中の化学者によってですが、この問題について2セントの価値を提供したいと思います。この質問は常に私の教師が化学結合を教えるときに常に取り組む質問であり、彼らの答えは常に同じです。
これらの結合は最終的に強度の点で非常に変動するため、比較するのは公平ではありません。
私はそれに同意しますが、この問題についての私の見解を提供することを許可します。
単純な分子物質（および巨大なネットワーク構造のもの）の共有結合の強さはしたがって、ほとんどの共有結合の結合エネルギーはよく知られており、そのような結合エネルギーの比較に簡単に使用できます。ただし、イオン結合と金属結合の強度は異なります。 tとても明確です。
定義上、イオン結合はイオン格子内の正と負に帯電したイオン間の静電引力であり、金属結合は正に帯電した金属イオンと周囲の電子との間の静電引力です。
イオン格子では、互いに静電的に相互作用する非常に多くのイオンがあります。では、どのようにしてイオン結合の強さを決定することができますか？格子エネルギーの考え方を使用することもできますが、格子エネルギーを使用して行われる比較は、イオン格子を比較する場合にのみ意味があります。共有結合との比較には使用できません！
$ \ ce {H-H} $の結合解離エネルギーと塩化ナトリウムの格子エネルギーを考慮してください。 $ \ ce {H-H} $のBDEは$ \ ce {+ 436 kJ / mol} $ですが、$ \ ce {NaCl} $の格子エネルギーは$ \ ce {+ 786 kJ / mol} $です。どちらも「何かのモルあたり」という観点からです。しかし、その「何か」はそれぞれの場合で異なります。水素の場合、その「何か」は$ \ ce {HH} $結合になりますが、イオン性化合物$ \ ce {NaCl} $の場合、その「何か」は$ \ ce {NaCl} $になります。式単位。そして、それは「$ \ ce {Na ^ +} $と$ \ ce {Cl ^-} $の間のイオン結合のモルあたり」と同じではありません。各イオンは周囲の他のすべてのイオンの影響を受ける静電環境にあるため、イオン結合強度はそれほど簡単には決定されません。 同じ考え方が金属結合にも当てはまります。
本質的に、私の見解は、金属結合、イオン結合、共有結合の結合強度を公正に比較する根拠はないということです。