炭素原子について

質問

炭素原子が分子を作る時、なぜ4つの結合を形成するのですか？

回答No.2

coirn

簡単に言えば、価電子が4個あるからです。
高校レベルでは「通常価電子が8個、もしくは最外殻が満杯になると安定になる」と教えられます（何故、というのは大学レベルになりますが）
これは高々第2周期元素までしか適用できませんが、便利なものです。

図を見てください。この図は価電子を点で表した「電子式」で書いています。
炭素の4個の価電子は安定な8個になろうとして1個ずつ他の原子と電子を出し合って組になります。
すると相手から出た電子と合わせて2個になるので、炭素は4組で合計8個電子を手に入れて安定な分子になります。（図の右上）
図の水素は電子が2個しかありませんが、K殻が満杯になっているので安定です。
これは通常の単結合ですが、他にも2つずつ電子を出し合って二重結合を作って分子になる場合もあります。（図の左下）
この場合も炭素・酸素の電子は8個になって安定です。
このように原子同士が電子を出し合って作る結合を「共有結合」といいます。

お礼

詳しい解説ありがとうございます。

回答No.1

noname#160321

炭素原子は最も外殻に四つの電子を有しています。
通常「共有結合」と呼ばれる結合様式では結合に関与する原子同士が各々一つの電子を出し合い、その二つの電子が「結合軌道」と呼ばれる電子状態を埋めることで単独の原子状態からエネルギーを放出して「安定」な「分子」を形成します。
炭素の場合上記の四電子が一つずつの共有結合を作りますので四つの結合を持つ状態が最も一般的に「安定」な分子として観測されます。

お礼

詳しい解説ありがとうございます。