分子と共有結合｜高校化学基礎

根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「化学基礎」の内容 (2) ア (ｲ) ㋑「分子と共有結合」。
内容の取扱いは、代表的な無機物質及び有機化合物を扱い用途にも触れること、分子の極性や配位結合、
共有結合の結晶及びプラスチックなどの高分子化合物の構造にも触れることを求めている。

0. どういう論点か

共有結合は、電子を出し合って共有する結合です。ここでも理由は同じで、
共有すると互いに貴ガスと同じ電子配置になれるからです。

用語	意味
共有電子対	2 原子が共有している電子 2 個の組
非共有電子対	共有されていない電子 2 個の組
単結合・二重結合・三重結合	共有電子対が 1 組・2 組・3 組

引っかけの分かれ目は次の 3 つ。

共有結合でできた物質には 2 種類ある（分子をつくるものと、共有結合の結晶）
結合に極性があっても、分子全体では無極性になることがある（CO₂ は打ち消す）
分子間の力は結合そのものより弱い（だから分子結晶の融点は低い）

1. 共有結合

根拠: 学習指導要領化基-(2)-ア-(イ)-㋑

2 つの原子が電子を出し合って共有することでできる結合を何という？

共有結合

非金属元素どうしの間でできる。

共有結合ができると、それぞれの原子の電子配置はどうなる？

貴ガスと同じ安定な電子配置になる（近づく）

イオン結合と理由は同じで、達成の仕方が違う。

共有されている電子 2 個の組と、共有されていない電子 2 個の組をそれぞれ何という？

共有電子対と非共有電子対

水分子には共有電子対 2 組、非共有電子対 2 組がある。

共有電子対が 1 組・2 組・3 組の結合をそれぞれ何という？

単結合・二重結合・三重結合

酸素 O₂ は二重結合、窒素 N₂ は三重結合。

元素記号のまわりに最外殻電子を点で書いて表した式を何という？

電子式

共有電子対を線に置き換えたものが構造式。

分子をつくる物質を表す式を何という？

分子式

H₂O・CO₂・NH₃ など。イオン結合の物質は組成式で表す。

一方の原子の非共有電子対を、他方の原子と共有してできる結合を何という？

配位結合

アンモニウムイオン NH₄⁺ ができるときの結合。できたあとは他の共有結合と区別できない。

2. 分子の形と極性

根拠: 学習指導要領化基-(2)-ア-(イ)-㋑

共有結合している 2 原子間で、電子対が一方に引き寄せられて電気的な偏りが生じることを何という？

結合に極性があるという

原子によって電子を引き付ける強さが違うため。

共有結合をしている原子が、共有電子対を引き寄せる強さを何という？

電気陰性度

貴ガスを除き、周期表の右上ほど大きい（最大はフッ素）。結合の極性はこの差から生じる。

塩化水素 HCl で、共有電子対はどちらの原子に引き寄せられている？

塩素原子のほう

塩素の電気陰性度が水素より大きいため。塩素側がやや負、水素側がやや正になる。

分子全体として電気的な偏りがある分子・ない分子をそれぞれ何という？

極性分子と無極性分子

H₂O・NH₃・HCl は極性分子、H₂・CO₂・CH₄ は無極性分子。

CO₂ は結合に極性があるのに、無極性分子である。なぜ？

直線形で、2 つの結合の極性が互いに打ち消し合うから

分子の形が効く。H₂O は折れ線形なので打ち消されず極性分子になる。

極性分子は、極性分子と無極性分子のどちらに溶けやすい？

極性分子（極性の溶媒）に溶けやすい

「似たものは似たものを溶かす」。塩化ナトリウムやスクロースは水に溶け、ヨウ素はヘキサンに溶ける。

3. 分子結晶と共有結合の結晶

根拠: 学習指導要領化基-(2)-ア-(イ)-㋑

分子が分子間力で規則的に並んだ結晶を何という？

分子結晶

ドライアイス・ヨウ素・氷など。

分子結晶の融点は高いか低いか。その理由も。

低い。分子間力が共有結合よりずっと弱く、少ないエネルギーでばらばらになるから

やわらかく、昇華するものもある。

分子結晶は電気を通すか？

通さない

電気を運ぶイオンや自由電子がないため。

多数の原子がすべて共有結合で結び付いた結晶を何という？

共有結合の結晶

ダイヤモンド・ケイ素・二酸化ケイ素（石英）など。

共有結合の結晶の融点と硬さは？

融点は非常に高く、非常に硬い

強い共有結合が結晶全体に広がっているため。ダイヤモンドは最も硬い物質。

黒鉛（グラファイト）が共有結合の結晶なのに電気を通し、やわらかいのはなぜ？

層状の構造で、層の中を動ける電子があり、層と層は弱い力で重なっているだけだから

同じ炭素でもダイヤモンドとは性質がまったく違う（同素体）。

4. 代表的な分子と高分子

根拠: 学習指導要領化基-(2)-ア-(イ)-㋑

アンモニア NH₃ の用途は？

窒素肥料や硝酸の原料

刺激臭のある気体で、水によく溶けて塩基性を示す。

メタン CH₄ はどんなものの主成分で、何に使われる？

天然ガス（都市ガス）の主成分。燃料に使われる

燃焼すると二酸化炭素と水になる。

エタノール C₂H₅OH の用途は？

消毒・燃料・飲料（酒類）・溶媒

水にもよく溶け、油もある程度溶かす。

小さな分子が繰り返し結び付いて、非常に大きな分子になった化合物を何という？

高分子化合物

もとの小さな分子を単量体（モノマー）、できたものを重合体（ポリマー）という。

ポリエチレンやポリエチレンテレフタラート（PET）は、どんな構造の物質？

同じ単位が共有結合で長くつながった高分子化合物（鎖状の構造）

軽く、電気を通さず、成形しやすい。容器や繊維に使われる。