二重結合と単結合の大きな違いは、単結合では2つの原子が1つの電子対だけを共有するのに対し、二重結合では2つの原子が2つの電子対を共有する点である。

アメリカの化学者G.N.ルイスが提唱したように、原子は価電子帯に8個の電子を持っていると安定である。ほとんどの原子は、価電子帯の電子数が8個以下であるため（周期表第18族の希ガスを除く）、不安定である。これらの原子は互いに反応しやすく、安定した状態になります。そのため、各原子は希ガスの電子グループ化を実現することができる。これは、イオン結合、共有結合、金属結合を形成することによって達成される。その**共有結合は、特殊な結合形態である。単結合と二重結合の両方がこのタイプに属する。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 二重結合とは 3. 単結合とは 4. 並べて比較 - 表形式での二重結合と単結合の比較 5. まとめ

二重結合は何ですか？

二重結合は、2つの原子が2組の電子を共有して、価電子軌道を埋めることで形成される。二重結合は単結合より短いが強い。sp2混成により原子は二重結合を形成する。

二重結合には2つのタイプがある。この2つの結合のうち、1つはシグマ結合である。2つのsp2混成軌道が直線的に重なり合うことで形成される。次に、もう1つの結合（π結合と呼ぶ）は、2つのp軌道の横方向の重なりによって形成される。

図01：赤色で表示されたダブルキー

二重結合を持つ分子の代表例として、エチレンがある。エチレンの場合、二重結合は2つの炭素原子の間にある。ただし、このタイプの結合は類似の原子間だけでなく、カルボニル炭素（C=O）、イミン（C=N）、アゾ化合物（N=N）など、異なる原子間でも形成することができる。

単結合は何ですか？

単結合は、電気陰性度の差が同程度かそれ以下の2つの原子が一対の電子を共有することで形成されます。この2つの原子は、同じ種類のものであっても、異なる種類のものであってもかまいません。例えば、同じ種類の原子が結合してCl2、H2、P4などの分子を形成するとき、それぞれの原子は共有結合で結ばれている。

メタン分子（CH4）は、2つの元素（炭素原子と水素原子）の間に1つの共有結合を持っています。さらに、メタンは電気陰性度の差が非常に小さい原子間の共有結合を持つ分子の一例である。

図02: メタン分子の構造

また、1つの共有結合をシグマ結合と呼ぶ。単結合は、分子同士の回転を可能にする。そのため、この回転によって、分子は異なるコンフォメーション構造をとることになる。さらに、このタイプの結合はsp3混成の分子原子で形成される。2つの同じsp3混成分子が直線的に重なると、単結合が形成される。

二重結合と単結合の違い

共有結合には、大きく分けて単結合、二重結合、三重結合の3種類がある。二重結合と単結合の大きな違いは、単結合では2つの原子の間に電子対が1つしかないのに対し、二重結合では2つの電子対が共有されていることです。

さらに、二重結合と単結合の重要な違いは、単結合が2つのsp3混成軌道の重なりによって形成されるのに対し、二重結合は2つのsp2混成軌道の線状の重なりとp軌道の横方向の重なりによって生じることである。

このほか、単結合にはシグマ結合が、二重結合にはシグマ結合とπ結合が含まれる。そのため、原子間の結合長に影響を与える。このように、二重結合と単結合の違いをもう一つ導き出すことができます。つまり、単結合の長さは二重結合の長さより長い。また、二重結合の解離エネルギーは、単結合の解離エネルギーよりも相対的に高い。

概要 - 二重結合 vs. 単結合

共有結合の一種として、二重結合と単結合がある。二重結合と単結合の大きな違いは、単結合では2つの原子の間に電子対が1つしかないのに対して、二重結合では2つの電子対が共有されていることだ。

引用

1Helmenstine, Dr Anne-Marie, "Definition and examples of double bonds in chemistry", ThoughtCo, 5 December 2018.こちらから購入できます