イオン結合と金属結合の大きな違いは、イオン結合はプラスとマイナスのイオンの間で起こるのに対し、金属結合はプラスのイオンと電子の間で起こることである。

アメリカの化学者G.N.ルイスが言ったように、原子は価電子帯に8個の電子を持っているとき安定である。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て安定化する傾向がある。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。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. イオン結合とは 3. 金属結合とは 4. 横並び比較 - イオン結合と金属結合の表形式 5. まとめ

イオン結合は何ですか？

原子は電子を得たり失ったりして、それぞれ負または正の電荷を帯びた粒子を形成することができます。この粒子が「イオン」です。これらのイオンの間には静電的な相互作用が存在する。したがって、イオン結合は、これらの反対に帯電したイオンの間の引力を意味する。

イオン結合を構成する原子の電気陰性度は、静電相互作用の強さに影響します。したがって、電気陰性度は原子の電子に対する親和性を示すものである。電気陰性度の高い原子は、電気陰性度の低い原子から電子を引き寄せてイオン結合を形成することができる。

図01：イオン結合

例えば、塩化ナトリウムはナトリウムイオンと塩化物イオンの間にイオン結合がある。ナトリウムは金属であるため、電気陰性度が塩素（3.0）よりも低く（0.9）なっています。この電気陰性度の違いにより、塩化物はナトリウムから電子を引き寄せ、塩化物イオンとナトリウムイオンを形成することができます。その結果、両原子は安定な不活性ガスの電子配置を獲得し、cl-とNa+は静電引力によって結合し、イオン結合を形成する。

きんぞくけつごうは何ですか？

金属は、電子を取り除くことで陽イオンを形成することができる原子です。1族、2族、遷移元素は金属である。多くの場合、金属は固相である。金属原子間の結合は「金属結合」という形をとる。

金属は外層で電子を放出し、金属カチオンの間に散在する。これが、「オフドメイン電子の海」と呼ばれる所以です。電子と陽イオンの静電的相互作用は金属結合と呼ばれる。

図02：メタルコネクション

金属原子が海に放出する電子の数とカチオンの大きさが、金属結合の強さを決める。陽イオンの大きさは結合の強さに反比例し、金属原子が放出する電子の数も金属結合の強さに比例する。

また、電子は動くことができるので、その結果、金属は電気を通す性質がある。金属の結合により、金属は規則正しい構造を持っています。金属の融点や沸点が高いのも、この金属同士の強い結合によるものだ。同じ理由で、金属は丈夫で壊れにくいのです。

イオン結合ときんぞくけつごうの違い

イオン結合は、反対に帯電した2つのイオンの間に生じる化学結合であり、金属結合は、金属の格子内に生じる化学結合である。したがって、イオン結合と金属結合の重要な違いは、イオン結合はプラスイオンとマイナスイオンの間で起こるのに対し、金属結合はプラスイオンと電子の間で起こることである。

イオン結合と金属結合のもう一つの重要な違いとして、原子の電気陰性度が結合の強さに及ぼす影響を考えることができる。つまり、金属結合では同じ種類の原子が結合するので電気陰性度は影響しないが、イオン結合ではプラスイオンとマイナスイオンの電気陰性度の差が結合強度に大きく影響する。さらに、イオン結合は金属結合よりもはるかに強い。

イオン結合と金属結合の違いについては、以下のインフォグラフィックで詳しく説明しています。

概要 - イオン結合 vs. きんぞくけつごう

化学結合には大きく分けて3つの種類があります。イオン結合、共有結合、金属結合である。イオン結合と金属結合の大きな違いは、イオン結合はプラスイオンとマイナスイオンの間で起こり、金属結合はプラスイオンと電子の間で起こることである。

引用

1歌詞"Ionic and Covalent Bonding," Chemistry Library, National Science Foundation, February 28, 2018.2はこちらで入手可能です。歌詞です。"Metal Bonding," Chemistry Playbook, National Science Foundation, July 31, 2018.2 歌詞はこちらで提供しています。"Metal Bonding," Chemistry play, National Science Foundation, July 31, 2018.