受験基礎化学 13.分子間結合・分子結晶

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分子間に働く力にはいくつかある

 

 ・極性分子間に働く静電気的引力(クーロン力)

→陽イオンと陰イオン

 

 ・すべての分子間に働く引力

→電気陰性度の近い分子同士

 

 ・特に水素を介在することによる分子間力

→水素結合

 

 

 

電気陰性度

 

電気陰性度

 

原子が共有電子対を引きつける強さを、数値で表したものをいう。

希ガスは化合物を作らないので、電気陰性度の値はない。

電気陰性度は周期表で右上ほど大きくなり、Fが4.0で最大である。

 

Kp.70-1

 

 

静電気引力、分子間引力、水素結合。

試験に問われるのは「その物質はどんな力からなっているか?」である。

静電気引力(クーロン力)は陽イオンと陰イオンとの間に働く力だ。

分子間引力(ファンデルワールス力)は、分子同士の弱い引力だと考えればよい。

水素結合は分子間力の一種の形態で、水素原子を介在している分子間結合の一種である。

NH3、H2O、H−FのようにN−Hを持つ物質、O−Hを持つ物質、F−Hを持つ物質に働く分子同士の力である。

 

電気陰性度はフッ素が最大(4.0)で、アルカリ金属が最低である。

希ガスは他の原子と結合しにくいために、電気陰性度の値は存在しない。

 

ニューグローバル問題49

 (「沸点と水素結合」についてはこちら)

 

 

電気陰性度の差が大きい結合を「極性がある」という。

また結合に極性を生じることを「分極している」という。

一般に、極性分子は水分子(極性がある)と混じりやすい。

 

Kp.72-1

 

 

また分子間全体で無極性になるものもある。

 

Kp.72-2

 

 

分子に極性があるか無極性であるかは、電気陰性度の差に由来している。

電気陰性度の差が大きければ、電荷に偏りが生じてしまうために分極していると

いう状態になる(磁石でいうとN極とS極が生じているような状態)。

偏りが無いものは無極性と呼ぶ。

ただし、二酸化炭素とメタン型(CHやCClなど)は、原子間は分極しているが、全体としてお互いの分極を打ち消し合うため、分子全体では無極性になっているものもある。

 

    ニューグローバル問題34

 

 

 

分子結晶

 

分子結晶の構造

 

ドライアイスのような分子の結晶はファンデルワース力によって引き合っている。

 

Kp.73-1

 

 

例えば、分子の結晶も、その分子の中心が面心立方格子などのように規則正しく配列している。

 

 

分子結晶の構成粒子

 

Kp.73-2

 

共有結合によってできた分子が、ファンデルワース力や水素結合によって規則正しく配列している。

 

 

水素結合 

 

Kp.74-1

 

Hは他の非金属元素と比べて、やや電気陰性度が小さい。

したがって F、O、Nと結合すると電荷が偏る。

電荷が偏った状態なので、近くの分子と分子間の結合を形成する。

この結合を水素結合という。

 

「5.分子結晶と共有結合の結晶」問題5

 (「結晶の種類」についてはこちら)

 

 

分子結晶の特徴

 

 物質の例   

CO,I,エタノール、HCl(非金属同士)

 

 硬さ     

軟らかく砕けやすい。

(分子同士は分子間力のみであるので、分子同士の結合は弱い)                        

 沸点・融点  

低いものが多い。昇華するものもある。

 

 電気伝導性  

なし

 

 式の表し方  

分子式

 

ニューグローバル問題35

 (「結晶の種類についてはこちら)

 

分子結晶は、とにかく分子同士が弱い結合で結びついている。

だから、沸点・融点は低いし(ものによっては昇華性をもつものさえある)、軟らかい。

4つの結晶形式の中で、唯一分子で存在するために、分子式で書き(他は組成式という)、また分子量という言葉を用いる。

 


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