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元素の原子は単独で存在しますが、他の原子と結合して化合物を形成することが多く、その最小量は分子と呼ばれます。これらの分子は、イオン結合、金属結合、共有結合、または水素結合のいずれかによって形成されます。
イオン結合
原子が1つまたは複数の価電子を獲得または喪失すると、イオン結合が発生し、その結果、原子は負または正の電荷を持つようになります。ほぼ空の外殻を持つナトリウムなどの元素は、通常、ほぼ完全な外殻を持つ塩素などの原子と反応します。ナトリウム原子が電子を失うと、その電荷は+1になります。塩素原子が電子を獲得すると、その電荷は-1になります。イオン結合により、各元素の原子は互いに結合して分子を形成します。分子は、電荷がゼロになるため、より安定します。一般に、イオン結合により、1つの原子から別の原子に電子が完全に移動します。
共有結合
一部の原子は、電子を失ったり獲得したりする代わりに、分子を形成するときに電子を共有します。この方法で結合を形成する原子は、共有結合と呼ばれ、通常は非金属です。電子を共有することにより、この結合により各原子がその電子要件を満たすことができるため、結果の分子は以前の成分よりも安定しています。つまり、電子は各原子の原子核に引き付けられます。同じ元素の原子は、含まれる原子価電子の数に応じて、単結合、二重結合、または三重共有結合を形成できます。
メタリックボンディング
金属結合は、原子間で発生する結合の3番目のタイプです。その名前が示すように、このタイプの結合は金属間に発生します。金属結合では、多くの原子が価電子を共有します。これは、個々の原子が電子をゆるく保持しているだけだからです。多数の原子間を自由に移動する電子のこの能力により、金属に展性や導電性などの独特の品質が与えられます。電子が分離するのではなく、単に互いの上を滑るだけなので、折れ曲がったり、破損することなく成形されるこの機能が発生します。これらの共有電子が原子間を容易に通過するため、金属が電気を通す能力も発生します。
水素結合
イオン結合、共有結合、および金属結合は、化合物を形成し、それらに独自の品質を与えるために使用される主な種類の結合ですが、水素結合は、水素と酸素、窒素またはフッ素の間でのみ発生する非常に特殊な種類の結合です。これらの原子は水素原子よりもはるかに大きいため、電子は大きな原子の近くに留まる傾向があり、わずかに負の電荷を与え、水素原子はわずかに正の電荷を与えます。この極性により、水分子が互いにくっつきます。この極性により、水は他の多くの化合物を溶解することもできます。
ボンディング結果
一部の原子は、複数のタイプの結合を形成できます。たとえば、マグネシウムなどの金属は、他の原子が金属であるか非金属であるかに応じて、イオン結合または金属結合を形成できます。ただし、すべての結合の結果は、固有の特性セットを持つ安定した化合物です。