サイズ、長さ、角度など、特定のパラメータを原子スケールで決定することは容易ではありません。
これらのパラメータは重要であるため、科学者は原子レベルのパラメータを推論または計算する方法を開発しました。
結合次数と結合長さは、一対の原子間の結合の種類と強さを示す、そのような重要なパラメータです。
この記事では、以下のことを説明します。
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結合次数、結合長とは
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結合次数と結合長の計算方法
– 結合度計算の方法
– ボンドレングスの計算方法
ボンドオーダーとボンドレングスとは
結合長と結合次数とは、共有結合に関連する2つのパラメータです。
結合次数とは2つの原子間の化学結合の数で、結合長とは共有結合している原子の2つの原子核の間の距離です。
ここでは、結合次数と結合長を原子レベルで計算する方法について説明します。
ボンドオーダーを計算する方法
結合次数とは、2つの原子の間にある化学結合の数のことです。
結合の安定性を示す。
共有結合の場合、結合次数は共有電子の数です。
例えば、単結合で結合した一対の原子の結合次数は1であり、二重結合で結合した一対の原子の結合次数は2です。
結合次数ゼロは、原子間に結合がないことを示す。
分子の安定性は、結合次数の増加とともに高くなる。
共鳴結合を持つ分子は整数である必要はない。
原子が2つある共有結合化合物では、まずルイス構造を描き、原子間の結合の種類（ゼロ結合、単結合、二重結合、三重結合）を判断して、一対の原子の結合順を決定する。
例えば、水素ガスの結合順は次のように決定される。
- ルイス構造を描く
H：H
- 結合数/価電子のペアを決定する。
電子の組が1つなので、結合の順番は1です。
原子が2つ以上ある場合、結合の順番は以下のように決定される。
例：硝酸イオンを参照。
- ルイス構造を描け
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結合の総数を数える（硝酸イオンの場合、4）。
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個々の原子間の結合グループの数（アンモニアによると、その3） 4.
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したがって、結合次数＝結合の総数／結合基の数
= 4/3
= 1.33
よって、硝酸イオンの結合次数は1.33
ボンド長の計算方法
結合長とは、共有結合している原子の2つの核の間の距離のことです。
結合長は通常、0.1〜0.2 nmの範囲にある。
2つの類似した原子が結合している場合、結合長の半分を共有結合半径と呼びます。
結合長は、2つの原子の結合電子の数、すなわち結合次数に依存する。
結合次数が高いほど、正電荷を持つ原子核の引っ張り力が強くなるため、結合長は短くなる。
結合距離の単位はピコメートルです。
単結合、二重結合、三重結合の順に結合長が長くなる。
三重結合<二重結合(xa=””) +=”” 0.09=”” <p=””a=””al…です。
=と、もう一つの近似値であるatm=atsumi,=””b,=””=””be=””between=””bond
は、結合次数の算出方法です。
この表から、炭素の二重結合の共有結合半径は67ピコメートル、酸素の二重結合の共有結合半径は57ピコメートルであることがわかります。
したがって、二酸化炭素の結合長は約124ピコメートル(57pm+67pm)です。
*共有結合表はこちら。
Cordero, Beatriz, et al. “Covalent radii revisited.”. Dalton Transactions 21 (2008): 2832-2838.
Libretexts. “結合次数と長さ” 化学のLibreTexts. Libretexts, 05 Dec. 2016. Web. 10 Jan. 2017.
Lister, Ted, and Janet Renshaw. Understanding Chemistry for Advanced Level. N.p: Nelson Thornes, 2000. 印刷する。
Pratiyogita Darpan. “電子構造に関連した元素の性質.” コンペティション・サイエンス・ビジョン 1998年8月号: n.pag. Print.
Pyykkö, Pekka, and Michiko Atsumi. “元素 Li-E112 の分子二重結合共有結合半径”. Chemistry-A European Journal 15.46 (2009): 12770-12779.
