主な違い - イオン性固体と分子性固体の違い

ある温度で化合物は固体の状態になる。固体状態とは、物質中の原子、分子またはイオンが密に詰まっており、（液体や気体の場合とは異なり）これらの化学物質の動きを避けていることを意味する。固体物質には大きく分けて、イオン性固体と分子性固体がある。イオン性化合物は、イオン性の化学結合で結ばれたイオンを含む。イオン間に作用する力は、反対電荷を持つイオン力である。分子性固体とは、ファンデルワールス力**によって結合した分子を含む固体である。イオン性固体と分子性固体の大きな違いは、イオン性固体がイオン性の化学結合を持つのに対し、分子性固体はファンデルワールス力を持つことである。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. イオン性固体とは 3. 分子性固体とは 4. 並べて比較 - イオン性固体と分子性固体の表形式 5. まとめ

イオン性固体は何ですか？

イオン性固体は、反対電荷を持つイオンが静電引力によって結合した固体化合物である。これらのイオンは、正の電荷を持つ陽イオンと負の電荷を持つイオン（陰イオンと呼ばれる）である。これらのイオン間の化学結合は、イオン結合と呼ばれています。イオン性固体の全電荷は中性である。これは、陽イオンの周りを陰イオンが取り囲み、逆に陰イオンの周りを陽イオンが取り囲むからです。

イオン性固体には、Na+やCl-のような単純なイオンと、アンモニウムイオン（NH4+）のような複雑なイオンが含まれることがある。H+イオンを含むイオン性固体は、水に溶けるとH+イオンを放出する（水溶液のpHを下げる）ため、酸性化合物と呼ばれる。OH-イオンを含むイオン性固体は、OH-イオンを放出する（pHが上昇する）ため、塩基性化合物と呼ばれる。

イオン性固体は通常、融点と沸点が高い。これらの固体は、硬くてもろい。イオン性固体が溶けると、電気を通すイオン化合物が溶けた状態になるため、非常に高い導電性が得られます。イオン性固体は、蒸発、沈殿、凍結などさまざまなプロセスで形成される。

図01：イオン結合の形成

一般に、イオン性固体は規則的な結晶構造を持っている。そこでは、格子エネルギーを最小にするようにイオンが密に詰め込まれている。格子エネルギーとは、完全に分離したイオンから格子を形成するのに必要なエネルギーのことです。

分子性固体は何ですか？

分子性固体とは、イオン結合や共有結合ではなく、ファンデルワールス力によって分子同士が結合している固体のことである。分子性固体は不連続な分子を含む。これらの分子を結合させるファンデルワールス力は、共有結合やイオン結合よりも弱い。このような単原子分子は、多原子固体中に存在することもある。

分子性固体では分子間力が非常に弱いため、これらの固体化合物は融点が低い（通常300℃以下。）また、これらの分子性固体は比較的柔らかく、密度が低い。ただし、水素結合、双極子-双極子相互作用、ロンドン力など（ファンデルワールス力ではなく）が存在する場合もある。

ファンデルワールス力は、無極性分子間でも観測される。極性分子では双極子-双極子相互作用が観測されることがある。水素結合は、O-H、N-H、F-Hなどの官能基を持つ分子間に存在する。

図02：固体の二酸化炭素の分子を示す図

分子性固体では、分子間の弱いファンデルワールス力が固体の性質を決めている。融点や沸点が低い、機械的強度が低い、電気伝導率が低い、熱伝導率が低いなどの性質があります。

イオンと分子性固体の違い

概要 - イオン vs. 分子性固体

イオン性固体は、陽イオンと陰イオンからなる固体化合物である。これらの反対電荷を持つイオンの間には静電気的な引力が存在する。分子性固体には分子があり、その分子間には分子間力が働いている。弱い化学的相互作用である。イオン性固体と分子性固体の違いは、イオン性固体がイオン性の化学結合を持つのに対し、分子性固体はファンデルワールス力を持つことである。

引用

1. helmenstine, Anne Marie, D. "Molecular solids - definition and examples", ThoughtCo, 19 February 2017.こちらから入手可能 2.化学ライブラリー「イオンソリッド」、ライブラリー、2016年7月21日。ここで入手可能 3. "分子性固体"、ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018年2月27日。ここで提供 3. "分子性固体"、ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018年2月27日。