化学物質の状態・構成・変化理科

共有結合の要!「共有結合」と「配位結合」を元塾講師が解説!

よぉ、桜木建二だ。今回は「共有結合」と「配位結合」について勉強していこう。

化学結合の中ではもっとも強い結合であるこの2つは、イオンの考え方がベースにあってこそわかる内容だ。

イオン結合との違いも見ていこう。さあ、化学に詳しいライターAyumiと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

Ayumi05

ライター/Ayumi

理系出身の元塾講師。わかるから面白い、面白いからもっと知りたくなるのが化学!まずは身近な例を使って楽しみながら考えさせることで、多くの生徒を志望校合格に導いた。

1.共有結合とは

image by iStockphoto

共有結合は、非金属同士をつなぐ結合として主に気体分子の中の結合に関わっています。電子を共有し合うことで強い結合力をもち、化学結合の中では最も強い結合です。まずは具体例として水素で考えてみましょう。

image by Study-Z編集部

水素は原子番号1、電子を1つもつ元素です。また、電子を1つ放出するか、1つを受け取ることで安定した状態で存在することができます。

そこで水素原子2つがある場合、お互いの原子を1つずつ共有するかたちをとるのです。上の図で電子の様子を確認してみましょう。左側の水素原子も右側の水素原子も、どちらも軌道上に電子が2つの状態になっていますよね。これによって安定した分子として存在することができるのです。また、あくまでも2つの水素原子に対して2つの原子があるだけですから、プラスにもマイナスにもならないのがわかりますね。

この時点で「電子?何この図」と苦手を残してしまっている人は、こちらの記事をチェックしてくださいね。

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イオン結合のようにただプラスとマイナスでつながるより、電子を共有することで強力な結合をつくることができるんだ。

1-1.単結合

1-1.単結合

image by Study-Z編集部

それでは共有する電子の数に着目し、見ていきましょう。続いては水を例にとって考えてみます。

水は水素原子2つと酸素原子2つから成り立つ物質ですね。水素は電子を1つ放出するか、1つを受け取ることで安定する一方、酸素は電子を2つ受け取ることで安定する元素です。そこで、酸素は両手を伸ばすようなかたちで酸素と電子を共有しようとします。それが上図です。

酸素原子の中でもともと安定している状態の電子対は、原子間の結合には関与しない非共有電子対ともよばれます。それに対して不対電子は安定した構造になろうと、他の原子と1対1で電子を共有するかたちで共有電子対をつくるのです。

この共有電子対が1つできる結合を単結合といいます。つまり、水分子の中には単結合が2つできるということです。どちらの原子由来の電子だったかを区別して表記するとわかりやすいですね。

単結合の物質は水、水素の他に塩化水素、塩素、アンモニアなどがあります。

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電子を1対1で出し合ってつながるのが共有結合。単結合のこの形から覚えよう。

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