第26週

朝方生活が続いています。息子、ありがとう！おかげで体調が良く、勉強時間も安定的に確保できております。そんな中、保育園の発表会がありました。大勢の人が見ている前でも笑顔でいつもどおりの息子、他のクラスのお遊戯のフリを覚えてノリノリで踊っている息子、そんな姿から普段の生活が想像でき、彼にとって保育園は「イヤイヤ通っている場所」ではなく「楽しい場所」となっていることが確信できました。それは、いつも保育園でバイバイするときに泣いたことがないことからも想像してはいましたが、一抹の寂しさや後ろめたさを払拭できないでいました。この後ろめたさの正体は、 私より上の世代に蔓延している 「小さいうちは母親が家庭で見るべき」という謎の思い込み、もしくは理想像という名の呪縛です。親の方の勝手な思い込みであることを分かっていても、やはりほんの少し引っかかっていたのですが、今回の発表会はそんな呪縛を一気に押し流してくれました。そんな環境を作って下さっている先生方に、心から感謝です。

さて、今週の岡野の化学は、第２講の単元２「化学結合」が終わり、第３講「結晶の種類」の途中まで終わりました。調べ物や読む資料が多く、なかなか時間がかかっています。その結果、物理の方が進みませんでした。しかしここは大事なところ。全ての基本、化学の地下茎。掘っておけばレバレッジが効くところ。あせらず必要な深さを掘っていきます。

化学結合

化学物質を構成する複数の原子を結びつけている結合を化学結合といい、分子内の原子どうしをつなぎ合わせる分子内結合と、分子と分子をつなぎ合わせる分子間結合に分けられる。以下、分子内結合について述べる。

原子間の結合には、共有結合、イオン結合、配位結合、金属結合がある。結合する原子の電気陰性度の差が2.0以上であればイオン結合、0.4以下であれば純粋な共有結合となり、その中間のものは極性共有結合となる。ほとんどの結合は極性共有結合となっている。共有結合とイオン結合は二項対立の関係ではなく、連続した概念であることに注意。配位結合は共有結合に含まれる。金属結合は前記の3つの結合とは独立した定義（共有結合に含む考え方もある）。

イオン結合

陽イオンと陰イオンがクーロン力によって引き合っている化学結合。電気陰性度の低い原子と電気陰性度の高い原子との結合と言い換えることも出来る。電気陰性度の差が2.0以上であればイオン結合。

ここで原子軌道を考えてみる。最外殻電子を放出して閉殻状態になった陽イオンと、その放出された電子を最外殻に受け入れて閉殻状態になった陰イオンとが、クーロン力によって引き合う。イオン結合の例：NaCl、K₂F、LiClなど。HClはイオン結合に非常に近い共有結合。その理由は電気陰性度の差が0.96であり、2.0に満たないからと考察。

共有結合

原子同士がお互いの電子（電子対）を共有して成り立っている化学結合。電気陰性度の差が0.4以下であれば純粋な共有結合（非極性共有結合）、それ以上かつ2.0未満であれば極性を持つ共有結合（極性共有結合）である。互いの電気陰性度に差がなければそれぞれの原子の電子雲の大きさは変わらないが、極性がある場合、電気陰性度の大きい方の原子が電気陰性度の小さい方の原子の電子雲を吸い取って大きくなる。非極性共有結合の例：O₂、N₂など。極性共有結合の例：H₂O、NH₃、SO₂、CS₂，CO₂、HClなど。ちなみにCS₂，CO₂はS-C間、C-O間に結合の極性はあるが、分子全体では双極性モーメントが0になるため（極性が打ち消し合うため）無極性分子になることに注意。

配位結合

2つの原子（分子）の一方からのみ電子が軌道に供給される化学結合。出来てしまえば共有結合と区別がつかない。アンモニウムイオンで説明すると、Nにローンペア（孤立電子対）を持つアンモニア分子（NH3）に、電子を持たないプロトン（H⁺）が近づき、Nのローンペアをプロトンに提供することでアンモニウムイオン（〔NH₄〕⁺）が形成される。プロトンは提供する電子を持たないため受け取るのみ。その他の例として、〔H₃O〕⁺、NH₃BF₃などがある。この配位結合や、水素結合によって形成された分子を錯体という。

金属結合

金属で見られる化学結合であり、規則正しく配列した陽イオンの間を電子が自由に動き回り（自由電子）、これらの間に働くクーロン力で結びついたもの。自由電子の海に陽イオンの島が浮かんでいるイメージ。特定の原子どうしでの電子の授受ではなく、複数の陽イオンと複数の自由電子で結びついていることから、共有結合やイオン結合とは異なる。金属の性質は、この自由電子の存在によるものが大きい。

〈金属結合の特徴〉

・導電性：自由電子が電極間に電荷を受け渡すことによる。

・金属光沢：自由電子が可視光を跳ね返すことによる。

・塑性変形（展延性）：強い力がかかっても、陽イオンと自由電子の位置がずれて変形するだけで壊れずに結合を保つことによる（イオン結合では力がかかると静電反発が起こって壊れる→劈開。ただし、劈開性は結晶構造に由来するもので、イオン結合に特有の性質ではない）。

・熱伝導性：熱は、激しく運動している原子が隣の原子にぶつかって振動させることで伝わる。金属では自由電子の存在により運動が伝わりやすいため、熱伝導性が高い。ちなみに特定の金属や化合物を非常に低い温度にしたとき、電気抵抗がゼロになる現象を超伝導という。