なんとなくわかる高校化学

共有結合

【まとめ】共有結合は非金属元素同士での結合であり、電子を共有して結合を作っています

ここでは共有結合について説明したいと思います。

まず共有結合ですが、共有結合は非金属元素同士が引っ付いた時にでき、身の回りのものとしては水や二酸化炭素、ダイアモンドなどがあります。

金属元素(赤)と非金属元素(青)

そして、結合した時の引っ付き方ですが、共有結合の場合は原子が2,3個など数個でつながって分子を作ることが多いですが、何兆、何億という原子がつながってひとつのかたまりを作ることもあるという変わった結合です。

共有結合のイメージ

金属結合やイオン結合のように原子が真横に並んで引っ付くというよりも、原子同士が繋がっているというイメージです


そして、原子が共有結合で2,3個引っ付いた場合と、かたまりになった場合では物質の性質が異なるのですが、その前にここでは共有結合そのものについて説明したいと思います。

というのも、共有結合は金属結合、イオン結合とは異なった結合の仕方であり、覚えることも少し多いためです。


共有結合とは名前の通り、電子を共有して結合しています

共有結合をする原子は非金属元素であり、周期表の右側にいるため、価電子を多く持っている原子が多いです。
これらの原子は価電子が多く、希ガスになるにはあと数個電子があればよいという原子が多いため、それぞれの原子に足りない数の電子を共有して結合を作ります。

非金属元素は価電子が多い

言葉だけではわかりにくいため、ここで二酸化酸素を例に共有結合を見てみましょう。

二酸化炭素

二酸化炭素は炭素1つと酸素2つで構成されており、炭素は価電子が4つ、酸素は価電子が6つあります。

希ガスの電子配置になるには炭素はあと4つ価電子が足りず、酸素はあと2つ価電子足りません。

そのため、
炭素は2つの酸素原子から2つずつ価電子(計4つ)を共有してもらい、
酸素は炭素から2つの価電子を共有してもらうことで、それぞれの原子が希ガスと同じ安定した電子配置をとります。

二酸化炭素の共有結合

共有結合の表し方は上記のような描き方以外にも方法があるので、別の方法でわかりやすく説明したいと思います。

別の描き方とは原子の価電子(最外殻電子)のみを表記する方法で、価電子4つの炭素、価電子6つの酸素を描くと以下のようになります。

二酸化炭素の生成(価電子のみで表現)

この時、炭素は自身が持っていた電子4つと2つの酸素からの2電子ずつの計8つ(下図の左)、酸素は自身が持っていた電子6つと炭素からの2電子(下図の右)でそれぞれ最外殻に8つの電子をもち、希ガスと同じ構造になっています。

炭素、酸素間での電子の共有

このように共有結合では電子を複数の原子で共有する結合なのですが、他にももう少し詳しく説明することがあるので、次のページで引き続き説明しますね。

このページでは共有結合は電子を共有して結合しているということだけ理解しておいてください。


まとめると、共有結合は非金属元素同士での結合であり、電子を共有して結合を作っています

読んでくれてありがとう!!