主な違い – 共有結合分子と共有結合ネットワーク
共有結合は化学結合の一種です。
共有結合は、2 つの原子がその不対電子を共有することによって形成されます。
共有結合は、非金属の原子間で形成される。
これらの原子は、同じ元素に属することも、異なる元素に属することもあります。
原子の間で共有されている電子対を結合対と呼びます。
共有する原子の電気陰性度によって、共有結合は極性または非極性になります。
共有結合によって形成される分子を説明するために、共有分子という言葉が使われる。
共有結合ネットワークとは、原子が共有結合を介して結合している物質全体が連続したネットワークで構成されている化合物のことである。
これが共有結合分子と共有結合ネットワークの大きな違いです。
共有結合分子とは？
共有結合を持つ分子のことを「共有結合分子構造」という。
分子とは、化学結合で結ばれた原子の集合体です。
これらの結合が共有結合である場合、これらの分子は共有結合性分子化合物として知られています。
この共有結合性分子構造は、結合形成に関与する原子の電気陰性度によって、極性化合物と非極性化合物のいずれにもなり得る。
共有結合は、電気陰性度の値が近い、あるいはほぼ同じ原子の間で形成される。
しかし、原子の電気陰性度の差がかなり大きい場合（0.3〜1.4）、その化合物は極性共有結合化合物となる。
電気陰性度の差が0.0〜0.3未満であれば、その化合物は非極性です。
共有結合の分子構造は、融点や沸点が低いものが多い。
これは、共有結合している分子間の分子間力により、互いに分離するのに必要なエネルギーが小さいためである。
共有結合の分子化合物は、同じ理由で融解や気化のエンタルピーが低いのが普通です。
融解エンタルピーとは、固体を溶かすのに必要なエネルギー量のこと。
気化エンタルピーは、液体を気化させるのに必要なエネルギー量である。
これらの用語は、物質の相転移におけるエネルギー交換を説明するために使われる。
共有結合の分子間の引力は強くないので、これらの相転移に必要なエネルギー量は少ない。
共有結合は柔軟であるため、共有結合を持つ分子化合物は柔らかく、比較的柔軟です。
多くの共有結合性分子化合物は、水に溶けることはない。
しかし、例外もあります。
しかし、共有結合を持つ化合物を水に溶かすと、その溶液は電気を通すことができない。
これは、共有結合性の分子化合物が水に溶けてもイオンを形成できないからです。
水の分子に囲まれた分子の形で存在する。
共有結合ネットワークとは
共有結合ネットワーク構造とは、原子が共有結合で結合し、物質全体に連続したネットワークを形成している化合物のことである。
共有結合性ネットワーク化合物には、個々の分子は存在しない。
そのため、物質全体が高分子とみなされる。
共有結合のネットワーク構造は非常に安定しているため、融点や沸点が高くなる。
水に溶けない。
ネットワーク構造全体に原子間の強い共有結合が存在するため、硬度が非常に高い。
共有結合の分子構造とは異なり、この強い共有結合は物質を溶かすために切断されなければならない。
そのため、より高い融点を示す。
: 図2: 黒鉛とダイヤモンドの構造
共有結合性ネットワーク構造の代表的な例として、グラファイト、ダイヤモンド、石英、フラーレンなどがあります。
グラファイトでは、1つの炭素原子が必ず3つの炭素原子と共有結合で結ばれている。
そのため、グラファイトは平面的な構造を持っています。
しかし、この平面構造の間には、弱いファンデルワール力が働いている。
このため、グラファイトは複雑な構造をしている。
ダイヤモンドでは、1つの炭素原子が常に4つの炭素原子と結合しているため、ダイヤモンドは巨大な共有結合構造をとっている。
共有結合分子と共有結合ネットワークの違い
定義
共有結合を持つ分子。
共有結合を持つ分子構造。
共有結合ネットワーク 原子が共有結合で結合し、物質全体に連続したネットワークを形成している化合物を指す。
融点・沸点
共有結合の分子。
共有結合の分子化合物は融点・沸点が低い。
共有結合性ネットワーク。
共有結合のネットワーク化合物は融点・沸点が非常に高い。
分子間相互作用
共有結合分子。
共有結合している分子構造の間に弱いファンデルワール力が働く。
共有結合ネットワーク。
共有結合ネットワーク構造では、共有結合のみが存在する。
硬度
共有結合の分子。
共有結合の分子化合物は柔らかく、柔軟性があります。
共有結合ネットワーク。
共有結合のネットワーク化合物は非常に硬い。
結論
共有結合性分子構造とは、共有結合を持つ分子を含む化合物です。
共有結合性ネットワーク構造とは、物質全体の原子間に共有結合を持つネットワーク構造で構成された化合物です。
これが共有結合分子と共有結合網の大きな違いです。
