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イオン・共有・金属結合の差について

2005/01/24 00:32

無機化学の問題で、金属結合、イオン結合、共有結合物質の融点、硬さ（おそらく結合力の強さ）、電気伝導度について、高い順番に並べろ。という問題なのですが、物質によってまちまちな気がしていて決定できません。大体でいいので教えてください。融点と電気伝導度は金属結合が一番高いと思っていますが、違っていたらご指摘（出来たら解説を頂きたいです。）と回答をよろしくお願いします。

Moon_2
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化学
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noname#160321

2005/01/24 12:17 回答No.3

皆様がおっしゃっていることには各々一理ありますが、難しい点が残っています。共有結合の代表は確かにダイアモンドでその結合はもっとも強いと考えて構いません。酸化物でも単結晶のルビー、サファイア、コランダムはアルミニウムの酸化物、水晶はケイ素の酸化物、いずれも金属間に酸素が入っていますが形はダイアモンドとほぼ同じです。このようにすべての原子が共有結合している物質は鉱物ではありふれています。迷われている理由がよく分かるのは、たとえばメタンやエタンのような炭化水素ガス、水のような酸化物、みんな融点も沸点も低いですよね。これらは分子から出来ており、単結晶を作っても結晶内での分子同士の結合力は小さいと考えて下さい。その一方金属やイオンの単結晶ではすべての部分が均一で分子間の相互作用などはありません。簡単に言えば共有結合を分子を持たない物質に限れば、共有結合の物質が一番硬いと考えられます。だから＃２様の表現を借りると。共有結合単結晶＞イオン結合単結晶＞金属結合単結晶＞分子（間相互作用）単結晶になります。金属も、イオン結晶も単結晶でなくなると粒子の境界での結合が非常に弱くなります。このように比較は単純ではないのです。だから単結晶に限ると融点も＃２様のようになります。この場合も分子結晶は最も低くなります。

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psa29
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2005/01/25 04:23 回答No.4

結合エネルギーに関しは、一般論ではなく実際のデーターを調べてみました。Ｈ－Ｈ　 103　　　　　　　　　　Cl-Cl 　 57 Ｃ－Ｃ　　83　　　　　　　　　 Br-Br 　 46 Ｎ－Ｎ　　60 　　　　　　　　 I-I 　 36 Ｏ－Ｏ　　51 　　　　　　　　 Na-Na 　 17 Ｆ－Ｆ　　36 　　　　　　　　 Li-Li 　 25 Li-F 　 137 　　　　　　　　 Na-F 　107 Li-Cl 　 115 　　　　　　　　 Na-Cl 　98 Li-Br 　 101 　　　　　　　　 Na-Br 　 88 Li-I 　　 81 　　　　　　　　　 Na-I 　 71 H-F 　 134 H-Cl 　 102 H-Br 　 87 H-I 　　 71 さて、これらのデーターから結合エネルギーの大きさに関してはイオン結合＞共有結合＞金属結合のように思えます。（これは、私の判断ですので間違っているかも知れません。）食塩（NaCl）を加熱していくと高温下で分解し気化しますが、この時、Na+とCl-とに分解するのではなく、Na原子とCl原子とに分解すると記憶しています。水中ではイオンに電離しますが、これは水和出来るためであって結合としては共有結合よりもイオン結合の方が強いため、気化するときには、イオンではなく原子状態になるという説明を受けた記憶があります。古いことなので、自信なしとしておきます。

acacia7
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2005/01/24 02:51 回答No.2

え？・・・結合エネルギーのおおよその順は共有結合＞イオン結合＞金属結合でないかなぁ・・それぞれ身近なものでいったら、ダイヤ、塩、銅とか思ったら、さほど間違った答えにならんのでは？・ということで、融点はほぼ、結合エネルギーと同じ順だと思われるので、共有結合結晶＞イオン結合結晶＞金属結合結晶硬度にしても極端な話、片や「ダイヤ」、鉱物として最高の硬度を誇るわけで・・逆には結晶というには不完全ですが「水銀」・・とろとろです。ということで共有結合結晶＞イオン結合結晶＞金属結合結晶電気伝導度はイオン結合と共有結合結晶状態ではどっちもどっちな気はしますが。溶解したり融解した場合はイオン結晶は一気に伝導度があがりますし・・金属結合結晶＞イオン結合結晶＞共有結合結晶てな感じじゃないですかね。