価の高い化合物と低い化合物の大きな違いは、価の高い化合物は価電子の殻に8個以上の電子を持つ中心原子を含み、価の低い化合物は価電子の殻に8個以下の電子を持つ中心原子を含むということである。

中心原子を持つ無機共有結合化合物を「高原子価」「低原子価」と呼ぶ。この2種類の化合物の違いは、中心原子の電子数によるもので、価数の高い化合物は八重項が揃っているのに対し、価数の低い化合物は揃っていない。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 高原子価化合物とは 3. 低原子価化合物とは 4. 横並び比較 - 高原子価化合物と低原子価化合物を表形式で 5. まとめ

超原子価化合物は何ですか？

超原子価化合物とは、中心原子が価電子殻層で8個以上の電子を持つ化学物質である。拡張オクテットとも呼ぶ。このような分子を最初に定義した科学者は1969年のジェレミー・I・マッシャーである。超原子価ヨウ素化合物などの超原子価化合物、キセノン化合物などの希ガス化合物、ポリフッ化ハロゲンなどが存在する。

図01：高評価の化合物

超原子価化合物の化学結合は、分子軌道理論で記述することができる。例えば、六フッ化硫黄化合物を例にとると、硫黄原子に6個のフッ素原子が単結合で結合している。したがって、硫黄原子の周りには12個の電子があることになる。分子軌道理論によれば、化合物の生成には、各フッ素原子の3s軌道、3p軌道、2p軌道の6個が関与していることがわかる。このように、化合物の生成には合計10個の原子軌道が関与している。硫黄とフッ素の電子配置によると、12個の価電子を入れる余地がある。電子が12個あるため、六フッ化硫黄化合物は高原子価化合物である。

1価の化合物は何ですか？

低原子価化合物とは、中心原子が価電子殻層に持つ電子数が8個以下の化学物質である。そのため、電子不足種と呼ばれる。高原子価の化合物と異なり、低原子価の化合物はほとんどが非イオン種である。そのため、粉末状や粒状の化合物がほとんどです。

図02：三フッ化ホウ素は低価値の化合物である

これらの共有結合は、4つの共有結合が8つの電子を指すように、4つ以下の単共有結合で囲まれている。また、共有結合の多くは、直線や三角形の平面の形をしている。

超原子価と過原子価化合物の違い

高原子価化合物と低原子価化合物の大きな違いは、高原子価化合物は価電子帯に8個以上の電子を持つ中心原子を含む化学種であり、低原子価化合物は価電子帯に8個未満の電子を持つ中心原子を含む化学種であるということである。また、価数の高い化合物はほとんどがイオン種であり、価数の低い化合物はほぼすべてが共有結合である。

また、共有結合の超原子価化合物は正方形かそれ以上の複雑な構造をとるが、低原子価化合物は複雑な構造をとることができず、直線か三角形の平面のどちらかになる。そのため、高付加価値化合物と低付加価値化合物の間に大きな差が生じている。また、高原子価の化合物では中心原子の周りに4つ以上の共有結合があるが、低原子価の化合物では中心原子の周りに2つか3つの共有結合がある。

概要 - 超原子価 vs. 過原子価化合物

中心原子を持つ無機共有結合化合物を「高原子価」「低原子価」と呼ぶ。高原子と低原子の違いは、高原子は中心原子に8個以上の価電子を持つ化学種であり、低原子は中心原子に8個以下の価電子を持つ化学種であることである。

引用

1 「超原子力価分子」、ウィキペディア、ウィキメディア財団、2020年1月18日、こちらから入手可能。